H2020 Proxecto SOMIRO: Soft Milli-robots
- Tipo Proxecto
- Estado Firmado
- Execución 2021 -2024
- Orzamento asignado 2.992.200,00 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto Proyecto SOMIRO
O primeiro millrobot de natación autónomo do mundo pode ser pequeno (menos de 1 cm de longo), pero espérase que teña un gran impacto na robótica e na agricultura de precisión. En primeiro lugar, alimentarase unicamente coa luz ambiental. Ademais, o millirobot (que parece un verme plano no océano) pódese programar para supervisar continuamente tanto no interior como no exterior. Desenvolvido polo proxecto SOMIRO financiado pola UE, o millirobot probarase e optimizarase. Coordinado pola División de Tecnoloxía de Microsistemas da Universidade de Uppsala, o proxecto mobilizou a nove socios, do mundo académico e da industria, de seis países europeos. Os socios industriais utilizarán tecnoloxías de montaxe de vangarda que permitan escalar os volumes de produción.
Durante os primeiros 18 meses, o traballo sobre a arquitectura e deseño global do robot combinouse con estudos sobre as oito tecnoloxías fundamentais fundamentais necesarias para acadar o obxectivo de SOMIRO, así como estudos fundamentais sobre a locomoción. No deseño e implementación, o foco centrouse no robot de natación G1 a maior escala. Debido á escaseza global de compoñentes de semicondutores, o robot necesitaba compoñentes máis grandes e un microcontrolador con memoria volátil.
O robot foi deseñado para funcionar cun ciclo de traballo de ata 0,2 veces a intensidade solar. Todos os compoñentes xa foron entregados e a fabricación está prevista para agosto de 2022. No desenvolvemento de compoñentes críticos para G1, implementouse un proceso de produción por lotes de alto rendemento para a unidade de propulsión e demostrouse natación cun compoñente conectado. En termos de captación de enerxía, un pequeno panel solar de catro células mostrou unha alta capacidade de 4,5 V e 12 mW a 0,25 veces a intensidade solar. Estudáronse os lugares de demostración in situ, e decidiuse que a demostración se realizara nas instalacións de The Circle, unha empresa de acuaponia.
Ao estudar as condicións ambientais, os puntos máis axeitados das concas tiñan unha intensidade solar que nunca superaba os 0,5 soles e, con máis frecuencia, os 0,2 soles. Paralelamente, continuou a desenvolverse o mili-robot G2 totalmente miniaturizado e autónomo. Os sensores de película fina que funcionan a temperatura ambiente cumpren os requisitos do usuario final dentro do orzamento de enerxía indicado. En canto á comunicación, desenvolvéronse tanto enlace ascendente como enlace descendente. En particular, desenvolveuse unha nova técnica de comunicación con células solares de alta eficiencia. Baseándose no deseño da placa de circuíto impreso (PCB) G1, fabricouse e probouse unha placa de circuíto impreso (PCB) G2 de flexibilidade ríxida cun primeiro conxunto de compoñentes.
A agricultura de precisión para o cultivo de arroz e os métodos intelixentes como a acuaponia son vitais para garantir un abastecemento seguro de alimentos frescos en Europa e reducir a nosa pegada ambiental. En liña coa descrición da agricultura intelixente da iniciativa "Dixitalización da industria europea", o proxecto SOMIRO desenvolverá un robot de natación a escala milimétrica inspirado no verme plano, cunha autonomía enerxética dun mes, intelixencia local e capacidade de xerar datos de forma continua e comunicarse ópticamente para reducir o impacto ambiental da agricultura en termos de pegada de carbono, sobrefertilización e uso excesivo de pesticidas.
Os robots de natación cubrirían unha área moito máis grande que os sistemas estacionarios e poderían despregarse e redistribuírse rapidamente onde máis sexa necesario. Poderían servir como unha solución de vixilancia autónoma para a agricultura interior ou complementar a teledetección de drons en ambientes exteriores. Ata a data, non se demostrou ningún millirobot autónomo de potencia (sen ataduras, intelixente localmente) capaz de funcionar continuamente durante horas.
O principal motivo son as limitacións enerxéticas: a locomoción require moita enerxía e os robots pequenos teñen capacidades de almacenamento e recollida de enerxía moi limitadas. O noso milirobot medirá menos de 1 cm de lonxitude e demostrará como os sistemas suaves e elásticos, con natación ondulada semellante á dos vermes planos, requiren moita menos enerxía para a locomoción que outros sistemas de tamaño comparable. Para a súa alimentación, non dependerá de ningunha infraestrutura concreta, senón unicamente da luz ambiental.
O deseño de SOMIRO céntrase na súa transferencia á industria: os socios industriais utilizarán tecnoloxías de montaxe de vangarda que permitan escalar os volumes de produción sen modificar o proceso. Os materiais a granel son elastómeros e polímeros de baixo custo, e os circuítos electrónicos estarán baseados en compoñentes comerciais. Ao longo do proxecto, todos os escenarios de aplicación e plans operativos desenvolveranse en estreita colaboración entre as empresas socias de SOMIRO, os usuarios finais e os axentes industriais externos.
SOMIROA agricultura de precisión para o cultivo de arroz e os métodos intelixentes como a acuaponia son vitais para garantir un abastecemento seguro de alimentos frescos para Europa ao tempo que se reduce a nosa pegada ambiental. En liña coa iniciativa Digitalizing European Industry baixo o seu termo xeral de agricultura intelixente, o proxecto SOMIRO desenvolverá un robot de natación a escala mm inspirado nun verme plano cunha autonomía enerxética dun mes, intelixencia local e a capacidade de xerar datos e comunicarse ópticamente de forma continua para reducir o impacto ambiental da agricultura en termos de pegada de carbono, sobrefertilización, uso de pesticidas e pesticidas excesivos.
Os robots de natación cubrirían unha área moito máis grande que os sistemas estacionarios e poderían despregarse e redistribuírse rapidamente onde máis sexa necesario. Poden servir como unha solución de seguimento independente para cultivos de interior ou complementar a teledetección baseada en drons en escenarios exteriores. Ata a data, non se demostrou ningún milirobot enerxeticamente autónomo (sen ataduras e intelixente localmente) capaz de funcionar continuamente durante horas. A principal razón para isto son as limitacións enerxéticas: a locomoción require moita enerxía e os robots pequenos teñen un almacenamento e recollida de enerxía moi limitados. O noso milirobot medirá menos de 1 cm de longo e demostrará como os sistemas suaves e elásticos con movemento de natación ondulado como os vermes planos requiren moita menos enerxía para a locomoción que outros sistemas de tamaño comparable. Para a enerxía, non dependerá de ningunha infraestrutura dedicada, senón só da luz ambiental.
O deseño de SOMIRO céntrase na transferencia industrial: os socios industriais utilizarán tecnoloxías de montaxe de vangarda que poden escalar os volumes de produción sen cambios de proceso. Os materiais a granel son elastómeros e polímeros de baixo custo, e os circuítos electrónicos estarán baseados en compoñentes comerciais. Ao longo do proxecto, todos os escenarios de aplicación e plans operativos desenvolveranse en estreita colaboración entre as empresas socias de SOMIRO e os usuarios finais e axentes industriais externos.
Os avances máis aló do estado da técnica realizáronse nos seguintes aspectos:
- Novas tecnoloxías de comunicación para células solares.
- Novo módulo solar de 4 células de alto rendemento.
- Novo sensor químico de potencia ultra baixa.
- Novo actuador miniaturizado de aletas de natación.
- Os resultados esperados son que proporcionaremos unha locomoción eficiente enerxéticamente e a intelixencia física dun mili-robot suave nado, acadando unha autonomía de potencia dun mes.
- O robot terá detección de potencia ultra baixa, computación local e comunicación sen fíos fiable dentro da restrición de tamaño do mili-robot.
- O mili-robot mostrará un rendemento de marcha mellorado con respecto ao estado actual da arte.
- Ademais, demostrarase a fabricación automatizada, mediante montaxe e envasado, de milirobots brandos integrados.
- UPPSALA UNIVERSITET (UU)
Proxectos relacionados
