Pulga robótica salta 87x seu próprio comprimento

Embora as pulgas sejam pragas irritantes, o crédito deve ser dado onde é devido. Essas minúsculas criaturas com apenas 3 milímetros de comprimento podem saltar até 330 milímetros em um único salto – uma distância que é quase 100 vezes o comprimento do próprio corpo. Agora, um feito semelhante foi alcançado por um robô em miniatura. Os resultados foram publicados em 24 de março em Cartas de Robótica e Automação IEEE.

“Inspiramo-nos nas pulgas da natureza que, apesar do seu pequeno tamanho, podem libertar um enorme potencial e saltar cerca de 100 vezes o comprimento do seu corpo. Ninguém no campo da robótica foi capaz de alcançar esse feito ainda”, diz Ruide Yun, um Ph.D do terceiro ano. estudante da Universidade Beihang em Pequim, que esteve envolvido no estudo.

Para alcançar habilidades de salto semelhantes às pulgas, Yun e seus colegas precisavam que seu robô fosse capaz de liberar muita energia de uma só vez, então eles criaram um robô que funcionava como um mini motor a pistão.

Mini robô do tamanho de uma pulga pula em cima de uma lata de coca-colaYouTube

Mas ao invés de depender da combustão do combustível, ele libera uma descarga elétrica de alta voltagem entre os eletrodos positivo e negativo dentro da câmara do pistão, aquecendo o ar dentro do pistão e fazendo com que ele se expanda. Terminada a descarga, o ar dentro da câmara esfria e o pistão retorna à sua posição original, aguardando a próxima descarga. “Através desse ciclo, um movimento recíproco pode ser obtido, levando o robô a engatinhar e pular”, explica Yun.

Em uma série de experimentos, o robô – que tem apenas 3,4 mm de diâmetro – foi capaz de saltar distâncias de 296,25 mm de comprimento e 156,28 mm de altura. Isso equivale a pular ou 87 vezes mais longe e 45 vezes mais alto que o comprimento e a altura do próprio corpo, respectivamente.

O robô também é capaz de rastejar graças ao atrito assimétrico entre suas pernas e o solo quando seu pistão dispara. No presente estudo, alcançou velocidades de rastreamento de mais de 46 comprimentos de corpo por segundo em uma superfície plana.

“Nosso experimento inicial visava apenas verificar o novo método de direção, mas nunca esperávamos que o robô saltasse tão alto como uma pulga natural, ao mesmo tempo em que exibia um bom desempenho de rastreamento”, diz Yun.

Com base no tamanho milimétrico do robô, na velocidade de rastreamento rápido e na boa adaptabilidade ambiental, Yun diz que pode ser útil para uma série de aplicações potenciais de detecção e reconhecimento no futuro, ou mesmo como um meio de estudar pequenos insetos, como pulgas – o próprio inspiração por trás dos robôs.

No entanto, este trabalho ainda está em seus estágios iniciais e há uma série de limitações com o protótipo atual que precisam ser abordadas antes que suas aplicações no mundo real sejam realizadas. O protótipo atual deve ser conectado usando fios para atingir as altas tensões para pular e rastejar, e ainda carece de recursos de direção.

“Em seguida, conduziremos pesquisas para ajudar os robôs a se libertarem das restrições dos fios e obter saltos e rastreamentos livres, e combinaremos vários drivers para obter saltos e rastreamentos controláveis ​​dos robôs”, diz Yun, observando que a equipe pode explorar o uso de atuadores para controlar o movimento do robô.