מחקר חדש: רובוט קטן למד לקפוץ ולשחות בעזרת מוטות אלסטיים מפותלים
הרובוט, באורך 11 סנטימטרים ובמשקל 98.2 גרם, נע בקפיצות על עץ, בד, אקריל, עור, דשא וחול, הגיע למהירות מרבית של 3.21 אורכי גוף בשנייה על משטח עץ ואף ביצע סלטות אחורה חוזרות. המחקר פורסם בכתב העת Science Advances.
מהנדסים מאוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס (UCLA) ומאוניברסיטת מישיגן פיתחו שיטה שמאפשרת לרובוט קטן לבצע קפיצות עוצמתיות בעזרת מנועים חשמליים חלשים. במקום להניע את הרגליים ישירות, המנועים מפתלים לאט מוטות אלסטיים מעוקלים שאוגרים אנרגיה, ולאחר מכן משנים את צורתם בחדות ומשחררים אותה. המחקר פורסם בכתב העת Science Advances.
החוקרים בנו תחילה מודל מתמטי שמאפשר לחזות באיזו גיאומטריה המוט יתעוות בהדרגה ובאיזו הוא "יתהפך" בבת אחת למצב אחר. לאחר מכן נבדקו התוצאות בניסויים רבים עם זרוע רובוטית. התברר שהאפקט נקבע קודם כול על פי צורת המבנה האלסטי, ולכן אותו עיקרון עשוי לשמש גם ברובוטים בגודל של מילימטרים ספורים בלבד.
הרובוט שנבנה על בסיס המנגנון הזה אורכו 11 סנטימטרים ומשקלו 98.2 גרם. הוא הצליח לנוע בקפיצות על עץ, בד, אקריל, עור, דשא וחול, וגם להתגבר על מדרגות. המהירות המרבית על משטח עץ הגיעה ל-3.21 אורכי גוף בשנייה. בממוצע, על שישה סוגי משטחים נע הרובוט מהר פי שלושה ויותר ממבנה דומה בעל רגליים נוקשות.
המנגנון מאפשר לרובוט לבצע גם סלטות אחורה חוזרות. לאחר התקנת סנפירים גמישים אפשרה אותה מערכת תנועה במים במהירות של כחצי אורך גוף בשנייה. החוקרים הדגימו שליטה מרחוק ברובוט בין אבנים בארגז חול, וכן שינוי אוטונומי של כיוון התנועה בעזרת חיישני אור.
מחברי המחקר סבורים שאגירת אנרגיה במבנה מכני מאפשרת ליצור רובוטים קטנים שאינם זקוקים למנועים כבדים ורבי עוצמה. מכשירים כאלה עשויים לשמש לתנועה בשטח מורכב ובסביבות שבהן המסה וצריכת האנרגיה קריטיות במיוחד.