En forskare vid Göteborgs universitet har utvecklat en mjukrobot inspirerad av mätarlarvens rörelsemönster. Roboten saknar traditionella rörliga delar och kan på sikt användas för inspektion av rörledningar och andra svåråtkomliga miljöer.
Forskningen bygger på så kallad soft robotics, där mjuka material används för att efterlikna funktioner som finns i naturen. Genom att kombinera lager av kolelektroder och polymermaterial har forskarna utvecklat en artificiell muskel som kan expandera och dra ihop sig när den utsätts för elektrisk spänning.
Resultatet blev en liten robot som efterliknar hur en mätarlarv tar sig fram.
— Jag satte ihop fem lager av kol- och polymerer och skapade en artificiell muskel i form av en platta som var tjock som ett hårstrå ungefär. Inspirerad av hur en mätarlarv tar sig fram formade jag plattan till en liten rulle som kunde härma larvens rörelser när den fick rytmiska spänningspåslag, säger Hari Prakash Thanabalan, forskare och tidigare doktorand vid Göteborgs universitet.
Kan användas för inspektioner
Den artificiella muskeln förlängs och drar ihop sig när ström tillförs. Genom att montera en böjlig plastbåge mellan robotens ändar skapades ben som gjorde att den kunde röra sig framåt på ett räfflat underlag.
I tester expanderade roboten med omkring tio procent när spänningen slogs på och återgick därefter till sin ursprungliga form.
— Den expanderade 10 procent när jag slog på strömmen och återfick sin ursprungliga storlek när jag slog av strömmen. Jag testade olika vinklar på räfflorna och roboten flyttade sig vinkelrätt riktning mot räfflorna varje gång. I framtiden kan vi utveckla en robot-larv som är anpassade för underlaget som den ska användas på. Sätt en kamera på larven och den kan användas för att inspektera rörledningar autonomt, säger Hari Prakash Thanabalan.
Utvecklad för utsatta miljöer
Enligt forskaren har konstruktionen flera fördelar jämfört med traditionella robotsystem. Eftersom roboten inte använder konventionella rörliga mekaniska delar minskar slitaget samtidigt som konstruktionen blir mer robust.
För att öka tåligheten kapslades roboten dessutom in i en nanotub av kol. Under experiment utsattes roboten för fysisk påverkan där nålar stacks genom konstruktionen utan att den slutade fungera.
— Robotens motor är utan rörliga delar och jag körde min prototyp fyra timmar i över fyra månader utan att muskelns effekt avtog, säger Hari Prakash Thanabalan.
Forskarna ser nu möjligheter att vidareutveckla tekniken för användning i utsatta miljöer där traditionella robotar har svårt att arbeta. Förutom inspektion av rörledningar nämns även framtida användningsområden inom utforskning av extrema miljöer.
