Roboterfloh springt 87-mal so groß wie er selbst

„Unser vorläufiges Experiment war nur geplant, um die einzigartige Fahrtechnik zu bestätigen, aber wir haben nie damit gerechnet, dass der Roboter so hoch springen würde wie ein ganz natürlicher Floh, während er außerdem eine große Kriecheffizienz zeigt“, sagt Yun.

Dieser Beitrag wird Teil unserer speziellen IEEE Journal Watch-Sammlung in Zusammenarbeit mit IEEE Xplore.

In einer Reihe von Experimenten hatte der Roboter die Fähigkeit, um 296,25 mm und bis zu 156,28 mm zu springen – das entspricht dem 87-fachen seiner eigenen Körpergröße und dem 45-fachen seiner Höhe.

Der Roboter wurde durch das ungleichmäßige Reiben unterstützt, das zwischen seinen Beinen und dem Boden stattfindet, wenn sein Kolben feuert. In der heutigen Forschung erreicht der Roboter auf ebener Fläche Kriechraten von mehr als 46 Körpergrößen pro Sekunde.

Doch anstatt sich auf die Verbrennung von Gas zu verlassen, startet der Motor eine elektrische Hochspannungsentladung zwischen den ungünstigen und auch günstigen Elektroden in der Kolbenkammer, wodurch die Luft im Kolben erwärmt und zusätzlich erhöht wird. Nachdem die Entladung beendet ist, kühlt sich die Luft in der Kammer ab, und auch der Kolben kehrt zu seiner ursprünglichen Position zurück und wartet auf die folgende Entladung. „Mit diesem Zyklus kann eine hin- und hergehende Bewegung erreicht werden, die den Roboter zum Springen und auch zum Kriechen antreibt“, beschreibt Yun.

Basierend auf der Millimetergröße der Roboter, der schnellen Kriechgeschwindigkeit und der großen ökologischen Flexibilität, sagt Yun, dass sie für eine Reihe möglicher Entdeckungs- und Aufklärungsanwendungen in der Zukunft nützlich sein könnte, oder vielleicht als eine Möglichkeit, winzige Schädlinge wie Flöhe zu untersuchen Motivation für die Robotik.

Obwohl Flöhe lästige Insekten sind, muss Bonität dort geboten werden, wo sie hingehört. Diese kleinen Tiere, nur 3 Millimeter lang, können bei einem Einzelsprung etwa 330 Millimeter weit springen – eine Reichweite, die fast dem 100-fachen ihrer eigenen Körpergröße entspricht. Derzeit wurde eine vergleichbare Leistung tatsächlich von einem kleinen Roboter erreicht. Die Ergebnisse wurden am 24. März in IEEE Robotics und auch in Automation Letters veröffentlicht.

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„Im Folgenden werden wir sicherlich Forschungsstudien durchführen, um den Roboterschaden ohne die Einschränkungen von Kabeln zu unterstützen und kostenloses Kriechen und Springen zu erreichen, und wir werden sicherlich zahlreiche Autofahrer einbeziehen, um kontrolliertes Springen und Kriechen der Robotik zu erreichen. “, sagt Yun und bedenkt, dass die Gruppe vielleicht entdecken könnte, dass sie Aktuatoren verwenden, um die Bewegung des Roboters zu regulieren.

Mini-Flohgroße Robotersprünge neben einer Cola canyoutu.be

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„Wir wurden von Flöhen in der Natur motiviert, die trotz ihrer winzigen Größe eine beträchtliche Kapazität freisetzen und auch fast das 100-fache ihrer Körpergröße tauchen können. Bisher hat noch kein Mensch im Bereich der Robotik die Fähigkeit gehabt, diese Leistung zu erbringen.“ sagt Ruide Yun, ein Ph.D. im dritten Jahr. Schüler am Beihang College in Peking, das mit der Forschung in Verbindung stand.

Um flohähnliche Sprungfähigkeiten zu erreichen, musste der Roboter in der Lage sein, gleichzeitig viel Kraft freizusetzen, also entwickelten Yun und seine Mitarbeiter einen, der eher wie ein kleiner Kolbenmotor funktioniert.

Nichtsdestotrotz befindet sich diese Aufgabe noch in den Anfängen, und es gibt eine Reihe von Einschränkungen des vorliegenden Modells, die gelöst werden müssen, bevor seine realen Anwendungen verstanden werden. Das aktuelle Modell muss mit Kabeln verbunden werden, um die hohen Spannungen zum Kriechen und Springen zu erreichen, und es hat auch noch keine Führungsfähigkeiten.

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