Il robot ispirato alle lumache si arrampica sui muri / Snail-inspired robot climbs walls
Il robot ispirato alle lumache si arrampica sui muri / Snail-inspired robot climbs walls
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Il meccanismo di aspirazione scorrevole del robot gli consente di scivolare sull'acqua, imitando il muco di una lumaca che funge anche da adesivo.
Lo studio, pubblicato su Nature Communications , mostra un nuovo modo con cui i robot possono scalare facilmente i muri, cambiando potenzialmente il modo in cui vengono ispezionate superfici come le pale delle turbine eoliche, gli scafi delle navi, gli aerei e le finestre di vetro dei grattacieli. Secondo il gruppo, queste caratteristiche conferiscono inoltre all'aspirazione scorrevole un grande potenziale per future applicazioni nei campi della robotica, tra cui la presa industriale, l'arrampicata, l'outdoor ed il trasporto.
Le lumache possono scivolare stabilmente su una superficie con una singola ventosa ad alto carico utile, offrendo un efficiente meccanismo di locomozione adesivo per i robot arrampicatori di prossima generazione. Il fattore critico per il comportamento di aspirazione scorrevole delle lumache è la secrezione di muco, che riduce l'attrito e migliora l'aspirazione.
In una dichiarazione, l'autore principale Tianqi Yue, ricercatore associato presso la School of Engineering Mathematics and Technology dell'Università di Bristol , ha dichiarato: "Le persone sanno che le lumache hanno un comportamento di scorrimento adesivo stabile, anche se trasportano un carico utile pesante, in questo caso un guscio". .
"Ispirati da questo, abbiamo presentato un meccanismo di 'aspirazione scorrevole' e sviluppato un robot di aspirazione scorrevole, che ha raggiunto una capacità di scorrimento paragonabile a quella delle lumache."
Poiché il muco svolge un ruolo importante nel meccanismo di aspirazione scorrevole, il gruppo ha utilizzato l'acqua come muco artificiale economico, di facile accesso e pulito per aiutare il robot a scivolare mentre l'aspirazione rimaneva.
Hanno ottimizzato i materiali della ventosa, progettato il sistema meccatronico del robot e sono stati in grado di dimostrare applicazioni pratiche del robot, come trasportare una massa di 200 g ed evitare ostacoli.
Il robot ha anche dimostrato capacità di scorrimento ad alto carico trasportando una massa di 1 kg, che è dieci volte più pesante di lui stesso.
L'aspirazione scorrevole consente ad un robot leggero di scivolare verticalmente e capovolto, raggiungendo velocità elevate e non richiede energia durante l'adesione statica.
Tianqi ha dichiarato: “Attraverso le prestazioni del robot di aspirazione scorrevole, abbiamo dimostrato che l’aspirazione scorrevole offre un basso consumo energetico, un’elevata efficienza di adesione e sicurezza, un’elevata capacità di carico ed una bassa complessità, lasciando solo una scia d’acqua a rapida evaporazione.
“La scoperta più entusiasmante della nostra ricerca è che il meccanismo di aspirazione scorrevole proposto è una nuova strategia di arrampicata pulita e farà avanzare in modo significativo lo sviluppo dei robot arrampicatori di prossima generazione”.
ENGLISH
Researchers based at the Bristol Robotics Laboratory have developed a robot that mimics the motion of a snail, an advance that could be applied to autonomous inspection of difficult-to-access surfaces.
The robot’s sliding suction mechanism enables it to slide on water, mimicking a snail’s mucus that also acts as an adhesive.
The study, published in Nature Communications, shows a novel way for robots to scale walls easily, potentially changing how surfaces such as blades of wind turbines, hulls of ships, aircrafts and glass windows of skyscrapers are inspected. According to the team, these features also endow sliding suction with great potential for future applications in robotic fields, including industrial gripping, climbing, outdoor and transportation.
Snails can stably slide across a surface with a single high-payload sucker, offering an efficient adhesive locomotion mechanism for next-generation climbing robots. The critical factor for snails’ sliding suction behaviour is mucus secretion, which reduces friction and enhances suction.
In a statement, lead author Tianqi Yue, a research associate at Bristol University’s School of Engineering Mathematics and Technology, said: “People know that snails have a stable adhesive sliding behaviour, even though they are carrying a heavy payload, in this case a shell.
“Inspired by this, we presented a ‘sliding suction’ mechanism and developed a sliding suction robot, which achieved comparable sliding ability as snails.”
As mucus plays an important role in the sliding suction mechanism, the team used water as a cheap, easy-to-access and clean artificial mucus to help the robot slide while the suction remained.
They optimised the materials of the suction cup, designed the mechatronic system of the robot, and were able to demonstrate practical applications of the robot, such as carrying a 200g mass and avoiding obstacles.
The robot also demonstrated high loaded sliding ability carrying 1kg mass, which is ten times heavier than itself.
The sliding suction allows a lightweight robot to slide vertically and upside down, achieving high speeds and does not require energy during static adhesion.
Tianqi said: “Through the performance of sliding suction robot, we demonstrated that sliding suction offers low energy consumption, high adhesion efficiency and safety, high loading capacity and low complexity, while only leaving a quick-to-evaporate water trail.
“The most exciting finding of our research it that the proposed sliding suction mechanism is a novel clean climbing strategy and will significantly advance the development of the next-generation climbing robots.”
Da:
https://www.theengineer.co.uk/content/news/snail-inspired-robot-climbs-walls
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