Tot op de centimeter nauwkeurig: kleine robot springt precies zo hoog als ingesteld
DirectHop is slechts 50 millimeter breed en weegt ongeveer één gram. Toch kan de robot over een normale traptrede springen. De onderzoekers presenteren de robot op 30 september tijdens de International Conference on Intelligent Robots and Systems.
De robot is voorzien van een kleine elektromotor en drie verstelbare poten. Daarmee kan hij volgens de onderzoekers met een nauwkeurigheid van één centimeter een vooraf bepaalde spronghoogte bereiken.
Bij eerdere springende robots was het lastig om de sprong nauwkeurig te regelen. Die ontwerpen waren vaak gebaseerd op vlooien en maakten gebruik van veren en vergrendelingen. De afmetingen van de veren bepaalden daarbij grotendeels hoe hoog en ver de robot kon springen. Bovendien zijn dergelijke mechanismen op zeer kleine schaal moeilijk te produceren.
Motor in plaats van veren
De onderzoekers hebben daarom afgezien van springveren. Een kleine elektromotor drijft de sprong rechtstreeks aan, vergelijkbaar met de manier waarop de spieren van een kikker een sprong aandrijven.
De motor is met een vislijn verbonden met een verticale toren. Zodra de motor versnelt, windt hij de lijn op en trekt hij zichzelf langs de toren omhoog. Daarbij wordt de rest van de robot mee de lucht in getrokken. Door de snelheid van de motor aan te passen, kan de gewenste spronghoogte worden ingesteld.
Tijdens een sprong kantelt DirectHop regelmatig en komt hij op zijn zijkant terecht. Een beschermende rolkooi voorkomt daarbij schade aan de robot en helpt hem bovendien om zichzelf weer op te richten.
Dat gebeurt doordat de motor langs de toren naar beneden beweegt. Hierdoor verandert het zwaartepunt en komt de robot weer rechtop te staan. Het ontwerp is geïnspireerd op de manier waarop een doosschildpad zichzelf kan omdraaien.
De huidige versie heeft nog beperkingen. Zo krijgt het prototype zijn stroom via een kabel en kan het nog niet zelfstandig bepalen in welke richting het vervolgens moet springen.
Op termijn willen de onderzoekers zonnecellen toevoegen. Een vibratiemotor moet de robot in staat stellen zichzelf op zijn plaats te draaien. Met een camera en aanvullende elektronica moet DirectHop uiteindelijk zelfstandig kunnen navigeren.
Een van de doelen is volledig autonoom traplopen. Een camera moet de trap in kaart brengen, waarna een processor berekent hoe hoog de robot moet springen. Vervolgens moet de robot zichzelf positioneren, springen, zich oprichten en het proces voor de volgende trede herhalen. (t3n)
Volgens de onderzoekers kan een dergelijke springende robot in de toekomst worden ingezet voor bijvoorbeeld het opsporen van gaslekken, het controleren van water- en kunstmestgebruik in de landbouw en het verkennen van andere planeten.
Een belangrijk voordeel ten opzichte van drones is volgens de onderzoekers het energieverbruik. Een drone moet voortdurend energie gebruiken om in de lucht te blijven, terwijl een springende robot alleen tijdens een sprong energie verbruikt. De onderzoekers vergelijken dat met een mug, die continu moet vliegen, tegenover een vlo die alleen springt wanneer dat nodig is.
Geen opmerkingen: