Robot utan rörliga delar imiterar en mätarlarv
En mätarlarv gav inspiration till en robot som kan ta sig fram utan rörliga delar. Roboten imiterar en flexande muskel och kan användas i inspektioner av avloppsrör eller som utforskare av planeten Mars, enligt en avhandling från Göteborgs universitet.
Soft robotics är ett forskningsfält där mjuka material imiterar egenskaper från naturen, som en mask eller en muskel. Detta kan övervinna de begränsningar som traditionella robotar har. En metod är varva lager av kolelektroder med ett polymermaterial. När en svag spänning kopplas till kolytorna expanderar polymerplasten, likt en flexande muskel.
Tjock som ett hårstrå
– Jag satte ihop fem lager av kol- och polymerer och skapade en artificiell muskel i form av en platta som var tjock som ett hårstrå ungefär. Inspirerad av hur en mätarlarv tar sig fram formade jag plattan till en liten rulle som kunde härma larvens rörelser när den fick rytmiska spänningspåslag, förklarar Hari Prakash Thanabalan, forskare och tidigare doktorand vid Göteborgs universitet.
Rullen blev längre och kortare om vartannat. Genom att limma fast en båge av böjlig plast mellan mjukrobotens ändar fick den ben och kunde den röra sig framåt på ett räfflat underlag där den fick grepp.
Anpassad för underlaget
– Den expanderade 10 procent när jag slog på strömmen och återfick sin ursprungliga storlek när jag slog av strömmen. Jag testade olika vinklar på räfflorna och roboten flyttade sig vinkelrätt riktning mot räfflorna varje gång. I framtiden kan vi utveckla en robot-larv som är anpassade för underlaget som den ska användas på. Sätt en kamera på larven och den kan användas för att inspektera rörledningar autonomt, säger Hari Prakash Thanabalan.
Eftersom mjukroboten inte behöver flera ställdon som styr robotens rörelse kan den också lämpa sig för uppgifter långt tuffare och längre bort än i ett avloppsrör. På planeten mars, till exempel.
– Robotens motor är utan rörliga delar och jag körde min prototyp fyra timmar i över fyra månader utan att muskelns effekt avtog, säger Hari Prakash Thanabalan.
Tålig mot yttre påverkan
Larven skyddades larv med en nanotub av kol för att den ska tåla yttre åverkan. I experimentella försök stacks nålar rakt igenom robotlarven men den fortsatte att krypa ändå, eftersom nanotuben av kol kopplar bort de skadade områdena och skyddar resten av larven. Även den kosmiska strålningen på planeten Mars tros roboten klara av.
– Även om det kommer krävas vidare utveckling av roboten så ser jag att min robotlarv har flyttat fram positionerna för att utveckla naturinspirerade mjukrobotar som kan köras i utsatta miljöer. En dag kanske de kan kravla runt på Mars, säger Hari Prakash Thanabalan.
Avhandling: Soft Robotic Platforms for Dynamic Conditions: From Adaptive Locomotion to Space Exploration
Kontakt: Hari Prakash Thanabalan, doktorand på Institutionen för fysik vid Göteborgs universitet, e-post: hari.prakash.thanabalan@physics.gu.se
Presskontakt: Telefon 076-618 69 70, e-post: press@science.gu.se