O minúsculo robô CLARI se espreme em lugares apertados

Rob Spiegel | 30 de agosto de 2023

Engenheiros da Universidade do Colorado em Boulder projetaram um robô em miniatura que pesa menos que uma bola de pingue-pongue e cabe na palma da sua mão. O robô é um inseto robótico articulado com pernas compatíveis (CLARI). Ele pode mudar passivamente sua forma de quadrada para longa e delgada ou larga como um caranguejo. No momento, a máquina tem quatro pernas, mas seu design modular poderia permitir que a equipe a construísse com oito pernas.

Heiko Kabutz, estudante de doutorado no Departamento de Engenharia Mecânica Paul M. Rady da Universidade do Colorado em Boulder, e seus colegas apresentaram o robô em miniatura em um estudo publicado em 30 de agosto na revista Advanced Intelligent Systems.

Cada uma das pernas do CLARI funciona quase como um robô independente – com sua própria placa de circuito e atuadores duplos que movem a perna para frente e para trás e de um lado para o outro, semelhante a uma articulação do quadril humano. Teoricamente, essa modularidade poderia permitir que os robôs CLARI assumissem uma ampla variedade de formas.

Robôs em miniatura fornecem acesso a ambientes confinados e mostram potencial para aplicações como busca e resgate e inspeção de ativos de alto valor. A capacidade de deformação corporal aumenta ainda mais a acessibilidade desses pequenos robôs em terrenos desordenados semelhantes aos de insetos e artrópodes moles. Motivados por este conceito, os engenheiros da CU Boulder construíram um robô em escala de inseto com conexões elétricas para alimentação e controle. CLARI foi fabricado em laminado e montado usando técnicas pop-up de origami.

No topo da imagem, CLARI aparece ao lado de uma tarântula marrom. O corpo modular e compatível da CLARI permite variar os formatos do corpo e operar em múltiplas configurações.

Para permitir a locomoção em múltiplas configurações de formato, a arquitetura corporal do CLARI é composta por mecanismos de pernas acionados. O robô possui oito graus de liberdade acionados de forma independente, acionados por atuadores piezoelétricos personalizados, tornando-o mecanicamente hábil.

No futuro, a equipe CLARI pretende incorporar sensores ao robô para que ele possa detectar e reagir a obstáculos. O grupo também está trabalhando para melhorar o robô, dando-lhe maior flexibilidade e resistência. Kabutz observou que as melhorias nas capacidades do robô ficarão mais difíceis à medida que pernas adicionais forem adicionadas ao CLARI.

Aqui está uma visão em perspectiva do CLARI destacando os principais recursos, incluindo as três configurações principais de formato do corpo do robô baseadas em proporções. As setas mostram os vetores de força de reação do solo (vermelho) com projeções nas direções lateral (verde) e de propulsão (ciano). Além disso, a representação artística do CLARI demonstra a navegação em terreno lateralmente confinado através de um terreno desordenado, aproveitando a capacidade de adaptar a forma do seu corpo.

A equipe escolheu a morfologia articulada para o corpo do robô para combinar as capacidades de locomoção rápida, autônoma e multi-marcha de robôs laminados articulados com a inteligência física incorporada baseada em conformidade passiva de sistemas de materiais macios. Eles escolhem um design baseado em origami, fabricação de laminado e um processo de montagem pop-up para facilitar a metodologia de ajuste com base na geometria.

Mais informações sobre formatos de texto