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Des "ringbots" souples autonomes peuvent naviguer dans des lacunes étroites :

Des chercheurs de la North Carolina Condition University ont créé un robot souple en forme d’anneau able de ramper sur des surfaces lorsqu’il est exposé à des températures élevées ou à la lumière infrarouge. Les chercheurs ont démontré que ces “ringbots” sont capables de tirer une petite charge utile à travers la floor – dans l’air ambiant ou sous l’eau, ainsi que de traverser un espace additionally étroit que sa taille d’anneau.

Les ringbots sont constitués d’élastomères à cristaux liquides en forme de ruban bouclé, ressemblant à un bracelet. Lorsque vous placez le ringbot sur une surface d’au moins 55 degrés Celsius (131 degrés Fahrenheit), qui est moreover chaude que l’air ambiant, la partie du ruban touchant la floor se contracte, tandis que la partie du ruban exposée à l’air ne ne pas. Ceci induit un mouvement de roulis dans le ruban. La vidéo des ringbots peut être trouvée ici : https://youtu.be/yL5gVAjh1mQ.

De même, lorsque les chercheurs font briller la lumière infrarouge sur le ringbot, la partie du ruban exposée à la lumière se contracte, contrairement à la partie à l’abri de la lumière. Cela induit également un mouvement de roulis dans le ruban.

Concrètement, cela signifie que le ringbot rampant se déplace de bas en haut lorsqu’il est placé sur une surface chaude. Mais lorsqu’il est exposé à la lumière infrarouge, le mouvement start de haut en bas.

L’une des choses qui motivent ce mouvement continu est le fait que les ringbots sont bistables, ce qui signifie qu’il y a deux formes lorsqu’il est au repos. Si le ruban start à se tordre, il reprendra sa forme d’origine ou s’enclenchera dans l’autre état bistable.

Imaginez un bracelet en caoutchouc en forme de ruban. Si vous pliez un peu les deux extrémités du bracelet vers l’avant, puis relâchez-le, il reprendra sa forme d’origine. Mais si vous pliez les extrémités suffisamment loin, elles se cassent – en repliant essentiellement le bracelet à l’envers.

Dans le cas des ringbots, le “pliage” se fait en appliquant une chaleur constante ou une lumière infrarouge, provoquant la contraction et la rotation de l’élastomère. Si le robot en anneau est symétrique, cela le fera essentiellement danser sur position.

“Mais en concevant la forme de la boucle, de sorte qu’un côté de la boucle soit tordu en permanence, la structure est asymétrique”, explique Jie Yin, auteur correspondant d’un short article sur le travail et professeur agrégé d’ingénierie mécanique et aérospatiale à NC. État. “Cela signifie que la boucle est exposée à la chaleur ou à la lumière infrarouge de manière inégale, ce qui amène le robot souple à se déplacer latéralement sur la surface.”

Lorsqu’il est placé sur une floor chaude, le résultat remaining est que le ringbot rampant se tire vers l’avant. Mais lorsqu’il est exposé à la lumière infrarouge, le ringbot rampant se pousse vers l’avant. Considérez-le comme une traction avant par rapport à une traction arrière.

Lors de démonstrations, les ringbots étaient capables de tirer une petite cost utile et fonctionnaient à la fois dans l’air ambiant et sous l’eau.

Les chercheurs ont également démontré qu’un ringbot pouvait adapter la forme de son corps pour se faufiler dans un espace confiné qui est additionally de 30 % in addition étroit que le diamètre du ringbot. Et lorsque l’espace est trop étroit pour que le robot souple puisse le traverser, il se redirige pour s’éloigner de l’espace.

“Il s’agit d’une avancée fondamentale, pas quelque chose conçu avec une software spécifique à l’esprit”, explique Yao Zhao, chercheur postdoctoral au laboratoire de Yin. “Nous démontrons ce qui peut être accompli lorsque” l’intelligence physique “est intégrée au matériau et à la conception de la structure elle-même, lui permettant de se déplacer et de naviguer dans l’espace sans apport informatique.”

L’article, “L’accrochage autonome entraîne une danse et un mouvement autonomes dans des anneaux ondulés autonomes”, est publié dans la revue Highly developed Materials. Le premier auteur de l’article est Yao Zhao, chercheur postdoctoral à NC Condition. L’article a été co-écrit par Yaoye Hong et Fangjie Qi, Ph.D. étudiants à NC Point out Yinding Chi, un récent doctorat. diplômé de NC Condition et Hao Su, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial à NC State.

Le travail a été réalisé avec le soutien de la Countrywide Science Basis dans le cadre des subventions 2005374, 2126072 et 2026622.