A light- and heat-seeking vine-inspired robot with material-level responsiveness

要約

ソフトおよびバイオからインスピレーションを得たロボット工学の分野では、自然界で見られる機能を合成システムに組み込むことが期待されています。
しかし、これらの生物学的能力の多くはまだ実現されていません。
たとえば、自然界のブドウの木は、ブドウの体の細胞に埋め込まれた局所的な応答を介して成長を指示し、中枢脳を持たない生物が資源（光など）をうまく探索できるようにします。
現時点では、つる植物からインスピレーションを得たロボットは、そのような局所的な組み込み応答性を示していません。
今回我々は、皮膚に埋め込まれた物質レベルの反応を持ち、光または熱の刺激に向かって成長し、方向を変えることができる、蔓にヒントを得たロボットデバイスを紹介します。
コンセプトの基本モデリング、設計の詳細、赤外線 (IR) および可視光に応答した動作を示す実験結果を紹介します。
当社のシンプルな設計コンセプトは、生物からインスピレーションを得たロボットの機能を進化させ、光や熱を求めることができ、しかも非常にシンプルで低コストである将来の成長ロボットの基礎を築きます。
潜在的な用途としては、太陽の追跡や、将来的にはくすぶっている火災の消火などが挙げられます。
私たちは、同様のロボットを使用して、アクセスが難しい環境でホットスポットを見つけ、長時間燃え続ける可能性のある火災をより早く消火できるようにすることを構想しています。

要約(オリジナル)

The fields of soft and bio-inspired robotics promise to imbue synthetic systems with capabilities found in the natural world. However, many of these biological capabilities are yet to be realized. For example, vines in nature direct growth via localized responses embedded in the cells of vine body, allowing an organism without a central brain to successfully search for resources (e.g., light). Yet to date, vine-inspired robots have yet to show such localized embedded responsiveness. Here we present a vine-inspired robotic device with material-level responses embedded in its skin and capable of growing and steering toward either a light or heat stimulus. We present basic modeling of the concept, design details, and experimental results showing its behavior in response to infrared (IR) and visible light. Our simple design concept advances the capabilities of bio-inspired robots and lays the foundation for future growing robots that are capable of seeking light or heat, yet are extremely simple and low-cost. Potential applications include solar tracking, and in the future, firefighting smoldering fires. We envision using similar robots to find hot spots in hard-to-access environments, allowing us to put out potentially long-burning fires faster.

arxiv情報

提供元, 利用サービス

arxiv.jp, Google