Projecte H2020 SOMIRO: Milli-robots tous
- Tipus Projecte
- Estat Firmado
- Execució 2021 -2024
- Pressupost assignat 2.992.200,00 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte Proyecto SOMIRO
El primer millirobot nedador amb autonomia energètica del món pot ser diminut (menys d'1 cm de llargada), però s'espera que tingui un gran impacte en el camp de la robòtica i l'agricultura de precisió. En primer lloc, s'alimentarà únicament amb llum ambiental. A més, el millirobot (que sembla un cuc pla a l'oceà) es pot programar per monitoritzar contínuament tant interiors com exteriors. Desenvolupat pel projecte SOMIRO, finançat amb fons europeus, el millirobot serà provat i optimitzat. Coordinat per la Divisió de Tecnologia de Microsistemes de la Universitat d'Uppsala, el projecte ha mobilitzat nou socis, de l'àmbit acadèmic i la indústria, de sis països europeus. Els socis industrials faran servir tecnologies d'acoblament d'avantguarda que permeten escalar volums de producció.
Durant els primers 18 mesos, el treball a l'arquitectura general i el disseny del robot s'ha combinat amb estudis sobre les vuit tecnologies fonamentals clau per aconseguir l'objectiu de SOMIRO, així com estudis fonamentals sobre locomoció. En el disseny i la implementació, s'ha centrat en el robot nedador G1, de major escala. A causa de l'escassetat mundial de components semiconductors, el robot requeria components més grans i un microcontrolador amb memòria volàtil.
El robot va ser dissenyat per funcionar amb un cicle de treball de fins a 0,2 vegades la intensitat solar. Tots els components ja s'han lliurat i la seva fabricació està prevista per a l'agost del 2022. En el desenvolupament dels components crítics per a G1, es va implementar un procés de producció en lots d'alt rendiment per a la unitat de propulsió i es va demostrar la natació amb un component connectat. Pel que fa a la captació d'energia, un petit panell solar de quatre cel·les va mostrar una alta capacitat de 4,5 V i 12 mW a 0,25 vegades la intensitat solar. Es van estudiar els llocs de demostració in situ i es va decidir que la demostració es realitzaria a les instal·lacions de The Circle, empresa d'aquaponia.
En estudiar les condicions ambientals, els punts més adequats a les conques presentaven una intensitat solar que mai superava els 0,5 sols i, amb més freqüència, els 0,2 sols. Paral·lelament, es va continuar desenvolupant el mili-robot G2, totalment miniaturitzat i autònom. Els sensors de pel·lícula prima que operen a temperatura ambient satisfan els requisits de lusuari final amb el pressupost denergia establert. Pel que fa a la comunicació, es van desenvolupar tant l'enllaç ascendent com el descendent. En particular, es va desenvolupar una nova tècnica de comunicació amb cèl·lules solars d'alta eficiència. Basant-se en el disseny de la placa de circuit imprès (PCB) G1, es va fabricar i va provar una placa de circuit imprès (PCB) G2 rígid-flexible amb un primer conjunt de components.
L'agricultura de precisió per al cultiu d'arròs i mètodes intel·ligents com l'aquaponia són vitals per garantir un subministrament segur d'aliments frescos a Europa, reduint alhora la nostra petjada ambiental. En línia amb la iniciativa "Digitalització de la Indústria Europea" en la seva descripció d'agricultura intel·ligent, el projecte SOMIRO desenvoluparà un robot nedador a escala mil·limètrica inspirat en el cuc pla, amb autonomia energètica d'un mes, intel·ligència local i capacitat per generar dades contínuament i comunicar-se òpticament per reduir l'impacte ambiental de l'agricultura en termes d'humitat sobrealimentació.
Els robots nedadors cobririen una àrea molt més gran que els sistemes estacionaris i podrien desplegar-se ràpidament i redistribuir-se on més es necessiti. Podrien servir com una solució de monitorització independent per a l'agricultura d'interior o complementar la teledetecció amb drones a escenaris a l'aire lliure. Fins ara, no s'ha demostrat cap mil·lirobot amb autonomia energètica (sense lligams i amb intel·ligència local) capaç d'operar durant hores de manera contínua.
La raó principal és la limitació d'energia: la locomoció requereix molta energia i els robots petits tenen un emmagatzematge i una recol·lecció d'energia molt limitats. El nostre mili-robot mesurarà menys d'1 cm de llarg i demostrarà com els sistemes tous i elàstics, amb una natació ondulant similar a la dels cucs plans, requereixen molta menys energia per a la seva locomoció que altres sistemes de mida comparable. Per alimentar-lo, no dependrà de cap infraestructura específica, sinó únicament de la llum ambiental.
El disseny de SOMIRO se centra en la transferència a la indústria: els socis industrials utilitzaran tecnologies d'acoblament d'avantguarda que permeten escalar volums de producció sense modificar el procés. Els materials a granel són elastòmers i polímers de baix cost, i els circuits electrònics es basaran en components comercials. Al llarg del projecte, tots els escenaris d‟aplicació i plans d‟explotació es desenvoluparan en estreta col·laboració entre les empreses sòcies de SOMIRO, els usuaris finals i les parts interessades industrials externes.
SOMIROL'agricultura de precisió per al cultiu d'arròs i els mètodes intel·ligents com l'aquaponia són vitals per garantir un subministrament segur d'aliments frescos per a Europa i alhora reduir la nostra petjada ambiental. En línia amb la iniciativa Digitalitzar la indústria europea sota la seva descripció d'agricultura intel·ligent, el projecte SOMIRO desenvoluparà un robot nedador d'escala mm inspirat en un cuc pla amb autonomia energètica d'un mes, intel·ligència local i capacitat de generar dades contínuament i comunicar-se òpticament per reduir l'impacte ambiental de l'agricultura en termes d'empremta de carboni, sobretil.
Els robots nedadors cobririen una àrea molt més gran que els sistemes estacionaris i podrien desplegar-se ràpidament i redistribuir-se on més es necessités. Poden servir com una solució de monitorització independent per a cultius en interiors o complementar la detecció remota basada en drones en escenaris a l'aire lliure. Fins avui, no s'ha demostrat cap mili-robot energèticament autònom (sense lligams i amb intel·ligència local) capaç de funcionar durant hores de manera contínua. La raó principal daixò és la limitació denergia: la locomoció requereix molta energia i els robots petits tenen un emmagatzematge i recol·lecció denergia molt limitats. El nostre mili-robot mesurarà menys d'1 cm de llarg i mostrarà com els sistemes tous i elàstics, amb nadació ondulant com cucs plans, requereixen molta menys energia per a la locomoció que altres sistemes de mida comparable. Per a l'energia, no dependrà de cap infraestructura dedicada sinó només de la llum ambiental.
El disseny de SOMIRO se centra en la transferència industrial: els socis industrials utilitzaran tecnologies d'acoblament d'avantguarda que poden augmentar fins a volums de producció sense canvis en el procés. Els materials a granel són elastòmers i polímers de baix cost i els circuits electrònics es basaran en components comercials. Al llarg del projecte, tots els escenaris d‟aplicació i plans d‟explotació es desenvoluparan en estreta col·laboració entre les empreses i usuaris finals socis de SOMIRO i les parts interessades industrials externes.
S'han aconseguit avenços més enllà de l'estat de l'art al següent:
- Nova tecnologia de comunicació per a cel·les solars.
- Nou mòdul solar de 4 cel·les d'alt rendiment.
- Nou sensor químic de consum ultrabaix.
- Nova unitat d'aleta actuadora de natació miniaturitzada.
- Els resultats esperats són que proporcionarem una locomoció energèticament eficient i la intel·ligència física d'un mili-robot tou nedador, aconseguint una autonomia energètica d'un mes.
- El robot tindrà detecció de consum ultrabaix, computació local i comunicació sense fil fiable en la restricció de mida del mili-robot.
- El mil·li-robot mostrarà una millora en el rendiment del canvi de pas sobre l'estat actual de l'art.
- A més, es demostrarà la fabricació automatitzada, per assemblatge i empaquetatge, de mili-robots tous integrats.
- UPPSALA UNIVERSITET (UU)
Projectes relacionats
