Abril: Peixe-robô

Apr 05, 2024

Peixe robô Tsam Lung You

Músculos antagonistas Tsam Lung You

Comunicado de imprensa emitido: 26 de abril de 2023

Um peixe-robô movido a bobina projetado por cientistas da Universidade de Bristol poderia tornar a exploração subaquática mais acessível.

O peixe-robô foi equipado com um polímero torcido e enrolado (TCP) para movê-lo para frente, um dispositivo leve e de baixo custo que depende da mudança de temperatura para gerar movimento, o que também limita sua velocidade.

Um TCP funciona contraindo-se como músculos quando aquecido, convertendo a energia em movimento mecânico. O TCP utilizado neste trabalho é aquecido por aquecimento Joule - a passagem de corrente através de um condutor elétrico produz energia térmica e aquece o condutor. Ao minimizar a distância entre o TCP de um lado do peixe-robô e a mola do outro, isso ativa a barbatana na parte traseira, permitindo que o peixe-robô alcance novas velocidades. O bater ondulante da sua barbatana traseira foi medido a uma frequência de 2 Hz, duas ondas por segundo. A frequência da corrente elétrica é igual à frequência da cauda.

As descobertas, publicadas na 6ª Conferência Internacional IEEE-RAS sobre Soft Robotics (RoboSoft 2023), fornecem um novo caminho para aumentar a atuação - a ação de fazer uma máquina ou dispositivo operar - frequência de TCPs por meio de projeto termomecânico e mostra a possibilidade de usar TCPs em alta frequência em ambientes aquosos.

O autor principal, Tsam Lung You, do Departamento de Engenharia Matemática de Bristol, disse: “O atuador de polímero torcido e enrolado (TCP) é um novo atuador promissor, exibindo propriedades atraentes de peso leve, baixo custo, alta densidade de energia e processo de fabricação simples.

“Eles podem ser feitos de materiais facilmente avaliáveis, como uma linha de pesca, e se contraem e fornecem atuação linear quando aquecidos. No entanto, devido ao tempo necessário para a dissipação de calor durante a fase de relaxamento, isso os torna lentos.”

Ao otimizar o design estrutural do par de músculos antagônicos da mola TCP e aproximar seus pontos de ancoragem, permitiu que a nadadeira posterior balançasse em um ângulo maior para a mesma quantidade de atuação do TCP.

Embora isso exija maior força, o TCP é um atuador forte com alta densidade de energia de trabalho e ainda é capaz de acionar a aleta.

Até agora, os TCPs têm sido usados ​​principalmente para aplicações como dispositivos vestíveis e mãos robóticas. Este trabalho abre mais áreas de aplicação onde o TCP pode ser usado, como robôs marinhos para exploração e monitoramento subaquático.

Tsam Lung Você acrescentou: “Nosso peixe robótico nadou na frequência de atuação mais rápida encontrada em uma aplicação TCP real e também na maior velocidade de locomoção de uma aplicação TCP até agora.

“Isso é realmente emocionante, pois abre mais oportunidades de aplicação do TCP em diferentes áreas.”

A equipe agora planeja expandir a escala e desenvolver um robô de barbatana de fita inspirado no peixe-faca, acionado por TCP, que pode nadar agilmente na água.

Papel:

'Peixe robótico conduzido por atuadores de polímero torcidos e enrolados em altas frequências' por Tsam Lung You et al na 6ª Conferência Internacional IEEE-RAS sobre Robótica Suave (RoboSoft 2023).