Pequenos insetos robóticos do MIT levantam voo

Por Adam Zewe, Instituto de Tecnologia de Massachusetts, 10 de agosto de 2022

Inspirados nos vaga-lumes, os cientistas do MIT criaram atuadores suaves que podem emitir luz em diferentes cores ou padrões. Crédito: Cortesia dos pesquisadores

Inspirados por vaga-lumes, os cientistas criam robôs em escala de insetos que podem emitir luz quando voam, o que permite o rastreamento de movimento e a comunicação.

Os vaga-lumes que iluminam quintais escuros nas noites quentes de verão usam sua luminescência para comunicação - para atrair um parceiro, afastar predadores ou atrair presas.

These glimmering fireflies also sparked the inspiration of researchers at MITMIT is an acronym for the Massachusetts Institute of Technology. It is a prestigious private research university in Cambridge, Massachusetts that was founded in 1861. It is organized into five Schools: architecture and planning; engineering; humanities, arts, and social sciences; management; and science. MIT's impact includes many scientific breakthroughs and technological advances. Their stated goal is to make a better world through education, research, and innovation." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> MIT. Seguindo uma sugestão da natureza, eles construíram músculos artificiais macios eletroluminescentes para robôs voadores em escala de insetos. Os minúsculos músculos artificiais que controlam as asas dos robôs emitem luz colorida durante o vôo.

Essa eletroluminescência pode permitir que os robôs se comuniquem entre si. Por exemplo, se enviado em uma missão de busca e resgate em um prédio desabado, um robô que encontra sobreviventes pode usar luzes para sinalizar outras pessoas e pedir ajuda.

A capacidade de emitir luz também aproxima esses robôs de microescala, que mal pesam mais do que um clipe de papel, de voar por conta própria fora do laboratório. Esses robôs são tão leves que não podem carregar sensores, então os pesquisadores devem rastreá-los usando câmeras infravermelhas volumosas que não funcionam bem ao ar livre. Agora, eles mostraram que podem rastrear os robôs voadores com precisão usando a luz que eles emitem e apenas três câmeras de smartphones.

Esses músculos artificiais, que controlam as asas dos robôs voadores peso-pena, acendem enquanto o robô está em vôo, o que fornece uma maneira barata de rastrear os robôs e também pode permitir que eles se comuniquem. Crédito: Cortesia dos pesquisadores

"Se você pensar em robôs de grande escala, eles podem se comunicar usando várias ferramentas diferentes - Bluetooth, sem fio, todos esses tipos de coisas. Mas, para um robô minúsculo e com restrição de energia, somos forçados a pensar em novos modos de comunicação. . Este é um passo importante para pilotar esses robôs em ambientes externos onde não temos um sistema de rastreamento de movimento de última geração bem ajustado", diz Kevin Chen, que é o D. Reid Weedon, Jr. Professor assistente no Departamento de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação (EECS), chefe do Laboratório de Robótica Macia e Micro no Laboratório de Pesquisa em Eletrônica (RLE) e autor sênior do artigo.

Ele e seus colegas conseguiram isso incorporando minúsculas partículas eletroluminescentes nos músculos artificiais. Esse processo adiciona apenas 2,5% a mais de peso sem afetar o desempenho de voo do robô.

A pesquisa foi publicada recentemente no IEEE Robotics and Automation Letters. Juntando-se a Chen no artigo estão os alunos de pós-graduação da EECS Suhan Kim, o principal autor, e Yi-Hsuan Hsiao; Yu Fan Chen SM '14, PhD '17; e Jie Mao, professor associado da Universidade de Ningxia.

Anteriormente, esses cientistas demonstraram uma nova técnica de fabricação para construir atuadores macios, ou músculos artificiais, que batem as asas do robô. Esses atuadores duráveis ​​são feitos alternando camadas ultrafinas de elastômero e eletrodos de nanotubos de carbono em uma pilha e, em seguida, rolando-os em um cilindro mole. Quando uma tensão é aplicada a esse cilindro, os eletrodos comprimem o elastômero e a tensão mecânica faz a asa bater.