2023-03-22 ノースカロライナ州立大学(NCState)
◆芋虫ロボットの動きは、新しい銀ナノワイヤーのパターンによって駆動されており、ロボットが曲がる方法を制御するために熱を使用しています。これにより、ユーザーはロボットをどちらの方向にも操作できます。芋虫の動きは、体の局所的な曲率によって制御されます。体が前方に引っ張られるときと後方に押し出されるときで体が異なる曲がり方をするためです。
◆研究者たちは、この局所的な曲率からインスピレーションを得て、同様の曲率と運動を模倣するためにナノワイヤーヒーターを使用しています。
◆ソフトロボットで2つの異なる方向に移動できるようにすることは、ソフトロボット技術における重要な課題です。埋め込まれたナノワイヤーヒーターにより、ソフトロボット内のどのセクションが曲がるかを制御することができます。また、適用される熱量を制御することもできます。
＜関連情報＞
- https://news.ncsu.edu/2023/03/soft-robot-caterpillar/
- https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adf8014
芋虫をモチーフにした分散型プログラマブルサーマルアクチュエーションを備えたソフトクローリングロボット Caterpillar-inspired soft crawling robot with distributed programmable thermal actuation
Shuang Wu ,Yaoye Hong,Yao Zhao,Jie Yin,Yong Zhu
Science Advances Published:22 Mar 2023
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adf8014
Abstract
Many inspirations for soft robotics are from the natural world, such as octopuses, snakes, and caterpillars. Here, we report a caterpillar-inspired, energy-efficient crawling robot with multiple crawling modes, enabled by joule heating of a patterned soft heater consisting of silver nanowire networks in a liquid crystal elastomer (LCE)–based thermal bimorph actuator. With patterned and distributed heaters and programmable heating, different temperature and hence curvature distribution along the body of the robot are achieved, enabling bidirectional locomotion as a result of the friction competition between the front and rear end with the ground. The thermal bimorph behavior is studied to predict and optimize the local curvature of the robot under thermal stimuli. The bidirectional actuation modes with the crawling speeds are investigated. The capability of passing through obstacles with limited spacing are demonstrated. The strategy of distributed and programmable heating and actuation with thermal responsive materials offers unprecedented capabilities for smart and multifunctional soft robots.
