Aprile: pesce robot

Apr 05, 2024

Pesce robot Tsam Lung You

Muscoli antagonisti Tsam Lung You

Comunicato stampa emesso: 26 aprile 2023

Un pesce robot alimentato da una bobina progettato dagli scienziati dell’Università di Bristol potrebbe rendere più accessibile l’esplorazione subacquea.

Il pesce robot è stato dotato di un polimero attorcigliato e arrotolato (TCP) per guidarlo in avanti, un dispositivo leggero e a basso costo che si basa sul cambiamento di temperatura per generare movimento, che ne limita anche la velocità.

Un TCP funziona contraendosi come i muscoli quando vengono riscaldati, convertendo l'energia in movimento meccanico. Il TCP utilizzato in questo lavoro viene riscaldato mediante riscaldamento Joule: il passaggio di corrente attraverso un conduttore elettrico produce energia termica e riscalda il conduttore. Riducendo al minimo la distanza tra il TCP su un lato del pesce robot e la molla sull'altro, si attiva la pinna posteriore, consentendo al pesce robot di raggiungere nuove velocità. Il battito ondulato della pinna posteriore è stato misurato ad una frequenza di 2 Hz, due onde al secondo. La frequenza della corrente elettrica è la stessa della frequenza del lembo della coda.

I risultati, pubblicati alla 6a conferenza internazionale IEEE-RAS sulla robotica morbida (RoboSoft 2023), forniscono un nuovo percorso per aumentare la frequenza di attuazione (l'azione di far funzionare una macchina o un dispositivo) dei TCP attraverso la progettazione termomeccanica e mostrano la possibilità di utilizzare TCP ad alta frequenza in ambienti acquosi.

L'autore principale Tsam Lung You del Dipartimento di Ingegneria Matematica di Bristol ha dichiarato: “L'attuatore in polimero ritorto e a spirale (TCP) è un nuovo attuatore promettente, che mostra proprietà interessanti di leggerezza, alta densità di energia a basso costo e semplice processo di fabbricazione.

“Possono essere realizzati con materiali molto facilmente valutabili come una lenza da pesca e si contraggono e forniscono un’attuazione lineare quando vengono riscaldati. Tuttavia, a causa del tempo necessario per la dissipazione del calore durante la fase di rilassamento, ciò li rende lenti”.

Ottimizzando il design strutturale della coppia di muscoli antagonisti della molla TCP e avvicinando i loro punti di ancoraggio, ha consentito alla pinna posteriore di oscillare con un angolo maggiore per la stessa quantità di attuazione del TCP.

Sebbene ciò richieda una forza maggiore, il TCP è un attuatore potente con un'elevata densità di energia di lavoro ed è comunque in grado di azionare la pinna.

Fino ad ora, i TCP sono stati utilizzati principalmente per applicazioni come dispositivi indossabili e mani robotiche. Questo lavoro apre più aree di applicazione in cui è possibile utilizzare il TCP, come i robot marini per l’esplorazione e il monitoraggio subacquei.

Tsam Lung You ha aggiunto: “I nostri pesci robot hanno nuotato alla frequenza di attuazione più veloce riscontrata in un’applicazione TCP reale e anche alla velocità di locomozione più alta di un’applicazione TCP finora.

“Questo è davvero entusiasmante poiché apre maggiori opportunità di applicazione del TCP in diverse aree”.

Il team ora prevede di espandere la scala e sviluppare un robot con pinne a nastro basato sul TCP, ispirato al pesce coltello, in grado di nuotare agilmente nell'acqua.

Carta:

"Pesce robotico guidato da attuatori polimerici intrecciati e a spirale ad alte frequenze" di Tsam Lung You et al alla 6a conferenza internazionale IEEE-RAS sulla robotica morbida (RoboSoft 2023).