home חדשות מרחפן לרכב קרקעי בשינוי צורה מהיר

מרחפן לרכב קרקעי בשינוי צורה מהיר

Mar 9, 2022

Ground robot photo illust US DoD — An iRobot 310 Small Unmanned Ground Vehicle belonging to Combat Logistic Battalion 31, 31st Marine Expeditionary Unit, sits staged with 3-D printed lens covers aboard the USS Wasp (LHD-1) while underway in the Pacific Ocean, April 17, 2018. Marines with CLB-31 are now capable of ‘additive manufacturing,’ also known as 3-D printing, which is the technique of replicating digital 3-D models as tangible objects. The 31st Marine Expeditionary Unit partners with the Navy’s Amphibious Squadron 11 to form the Wasp Amphibious Ready Group, a cohesive blue-green team capable of accomplishing a variety of missions across the Indo-Pacific. (U.S. Marine Corps photo by Cpl. Stormy Mendez/Released)

This post is also available in: English (אנגלית)

יצורים בטבע מסוגלים לשנות צורה כדי לבצע משימות שונות. כך לדוגמא צמחים יכולים לנוע כדי לתפוס את אור השמש, התמנון משנה לחלוטין את צורתו כדי לזוז, לאכול ולהיות באינטראקציה עם הסביבה. בהשראת התופעות האלה פותח רובוט רך חדש, שמסוגל לשנות צורה מכלי קרקעי לכלי אווירי. הוא עושה זאת באמצעות המסה של המתכת בשלד שלו, כל זאת ללא מנוע או גלגלי שיניים.

במחקר חדש, חוקרים מ-Virginia Tech חיפשו חומר שמסוגל "לשנות צורה, לשמור עליה ואז לחזור לתצורה המקורית, ולבצע זאת מספר רב של פעמים", כך מסביר החוקר הראשי מייקל ברלט. "אחד האתגרים היה ליצור חומר שהוא מספיק רך כדי לשנות דרמטית את צורתו אך גם מספיק קשיח כדי ליצור מכונות שיתאימו את עצמן לבצע פונקציות שונות".

היישומים לטכנולוגיה זאת רק מתחילים להיחשף כעת. הרחפן הפונקציונלי ישנה צורה באופן אוטונומי מכלי קרקעי לאווירי. הצוות פיתח גם צוללת זעירה באמצעות שינוי צורה של החומר, במטרה לאסוף עצמים מאקוואריום. כך שהחומר מציע מגוון הזדמנויות לרובוטים רב-תפקודיים. "החומרים המרוכבים מספיק חזקים לעמוד בכוחות הנגרמים על ידי מנועים או מערכות הנעה, ועדיין מסוגלים לשנות צורה, דבר שמאפשר למכונות להתאים את עצמן לסביבה", לדברי החוקרים.

החוקרים השתמשו בקיריגמי, האמנות היפנית של חיתוך צורות מתוך נייר, כדי לייצר את המבנה הגמיש-קשיח. כדי לסייע לשלד לחזור לצורתו המקורית, אמצעי חימום המסו את המתכת בחום של 60 מעלות צלזסיוס. לאחר שהמתכת התקררה היא יכלה שוב לסייע בגיבוש צורה חדשה.

במהלך הניסויים החוקרים גילו כי צורה זו יכולה לשנות גליונות שטוחים לכדי צורות מורכבות שמסוגלות לשאת משקל תוך פחות מעשירית השניה. במקרה שהחומר נשבר, הוא יכול לתקן את עצמו פעמים רבות על ידי המסה ועיצוב צורה מחדש של שלד המתכת.

בשיטה זו החוקרים בנו רובוט רך שמשנה צורה מכלי רכב קרקעי מקופל לכלי אווירי שטוח, עם מנועים בפינות, המשמשים כגלגלים על הקרקע ומדחפים באוויר.

ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת Science Robotics.

לעתיד, צופה צוות החוקרים כי חומרים מרוכבים שמשנים צורה ימלאו תפקיד בתחום הרובוטיקה הרכה וייצרו מכונות שמסוגלות לבצע מגוון תפקידים, לשקם ולחזק את עצמן לאחר שניזוקו. כמו כן יש למחקר ערך בהפצת רעיונות שונים בתחום ממשקי אדם-מכונה ומכשירים לבישים, כך לפי vtx.vt.edu.