Рыба-робот произвела фурор своим прорывом в области движения

Jun 15, 2023

Моушн-дизайн ИНСАЙДЕР

Рыба-робот, оснащенная скрученным и спиральным полимером (TCP) для движения вперед, легкое недорогое устройство, которое использует изменение температуры для создания движения, может сделать подводные исследования более доступными.

TCP работает, сокращаясь, как мышца при нагревании, преобразуя энергию в механическое движение. ТКП, используемый в этой работе, нагревается за счет джоулева нагрева — прохождения тока через электрический проводник, который выделяет тепловую энергию и нагревает проводник. Минимизация расстояния между TCP на одной стороне рыбы-робота и пружиной на другой активирует плавник сзади, позволяя рыбе-роботу достигать новых скоростей. Волнообразные взмахи его заднего плавника измерялись с частотой 2 Гц, две волны в секунду. Частота электрического тока такая же, как частота взмаха хвоста.

Результаты, опубликованные на 6-й Международной конференции IEEE-RAS по мягкой робототехнике (RoboSoft 2023), открывают новый путь к повышению частоты срабатывания TCP за счет термомеханического проектирования и показывают возможность использования TCP на высокой частоте в водных средах.

Ведущий автор Цам Лунг Ю из Бристольского факультета инженерной математики сказал: «Скрученный и спиральный полимер (TCP) — это многообещающий новый привод, демонстрирующий привлекательные свойства легкого веса, низкой стоимости, высокой плотности энергии и простого процесса изготовления.

«Они могут быть изготовлены из очень легко доступных материалов, таких как леска, и при нагревании они сжимаются и обеспечивают линейное срабатывание. Однако из-за времени, необходимого для рассеивания тепла во время фазы релаксации, это делает их медленными».

Оптимизируя структурную конструкцию пары мышц-антагонистов TCP-пружины и сближая их опорные точки, это позволило заднему плавнику поворачиваться под большим углом при таком же срабатывании TCP. Хотя для этого требуется большее усилие, TCP является мощным приводом с высокой рабочей плотностью энергии, поэтому он все равно способен приводить в движение плавник.

До сих пор TCP в основном использовались в таких приложениях, как носимые устройства и роботизированные руки. Эта работа открывает новые области применения TCP, например, морские роботы для подводных исследований и мониторинга.

Цам Лунг Ю добавил: «Наша роботизированная рыба плавала с самой высокой частотой срабатывания, найденной в реальном приложении TCP, а также с самой высокой скоростью передвижения среди приложений TCP».

Теперь команда планирует расширить масштабы и разработать робота с ленточными плавниками, напоминающего рыбу-нож, с TCP-приводом, который может ловко плавать в воде.

Источник