Proxecto H2020 SOMIRO: Soft Milli-robots
- Tipo Proxecto
- Estado Firmado
- Execución 2021 -2024
- Orzamento asignado 2.992.200,00 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento Horizonte 2020
- Páxina web do proxecto Proyecto SOMIRO
O primeiro milirrobot de natación autónomo do mundo pode ser diminuto (menos de 1 cm de longo), pero espérase que teña un grande impacto na robótica e na agricultura de precisión. En primeiro lugar, funcionará unicamente con luz ambiental. Ademais, o milirobot (que semella un verme plano no océano) pode programarse para monitorizar continuamente tanto en interiores como en exteriores. Desenvolvido polo proxecto SOMIRO, financiado pola UE, o milirrobot será probado e optimizado. Coordinado pola División de Tecnoloxía de Microsistemas da Universidade de Uppsala, o proxecto mobilizou nove socios, do ámbito académico e industrial, de seis países europeos. Os socios industriais utilizarán tecnoloxías de montaxe de vangarda que permitirán ampliar os volumes de produción.
Durante os primeiros 18 meses, o traballo na arquitectura e o deseño xerais do robot combinouse con estudos sobre as oito tecnoloxías fundamentais clave necesarias para acadar o obxectivo de SOMIRO, así como estudos fundamentais sobre a locomoción. No deseño e na implementación, a atención centrouse no robot de natación G1 a maior escala. Debido á escaseza global de compoñentes 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. Ao desenvolver compoñentes críticos para G1, implementouse un proceso de produción por lotes de alto rendemento para a unidade de propulsión e demostrouse a natación cun compoñente conectado. En termos de captación de enerxía, un pequeno panel solar de catro celas 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 celebraría nas instalacións de The Circle, unha empresa de acuaponía.
Ao estudar as condicións ambientais, os puntos máis axeitados nas concas tiveron unha intensidade solar que nunca superou os 0,5 soles e, con máis frecuencia, os 0,2 soles. Paralelamente, continuouse a desenvolver o milirrobot 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 termos de comunicación, desenvolvéronse tanto as comunicacións ascendentes como descendentes. 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) ríxido-flexible G2 cun primeiro conxunto de compoñentes.
A agricultura de precisión para o cultivo de arroz e os métodos intelixentes como a acuaponía son vitais para garantir un fornecemento seguro de alimentos frescos en Europa, á vez que se reduce 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 a capacidade de xerar datos continuamente e comunicarse opticamente para reducir o impacto ambiental da agricultura en termos de pegada de carbono, sobrefertilización, uso de pesticidas e sobrealimentación.
Os robots nadadores cubrirían unha área moito maior que os sistemas estacionarios e poderían despregarse e redespregarse rapidamente onde máis se necesite. Poderían servir como unha solución de monitorización independente para a agricultura de interiores ou complementar a teledetección con drons en entornos exteriores. Ata a data, non se demostrou ningún milirrobot autónomo enerxéticamente (sen conexións e localmente intelixente) capaz de funcionar continuamente durante horas.
A principal razón son as limitacións enerxéticas: a locomoción require moita enerxía e os robots pequenos teñen capacidades de almacenamento e captación de enerxía moi limitadas. O noso milirrobot medirá menos de 1 cm de longo e demostrará como os sistemas brandos e elásticos, con natación ondulante similar á dos vermes planos, requiren moita menos enerxía para a locomoción que outros sistemas de tamaño comparable. Para o seu subministro eléctrico, non dependerá de ningunha infraestrutura específica, 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 permiten escalar os volumes de produción sen modificar o proceso. Os materiais a granel son elastómeros e polímeros de baixo custo, e os circuítos electrónicos basearanse en compoñentes comerciais. Ao longo do proxecto, todos os escenarios de aplicación e os plans operativos desenvolveranse en estreita colaboración entre as empresas asociadas de SOMIRO, os usuarios finais e as partes interesadas industriais externas.
A agricultura de precisión para o cultivo de arroz e os métodos intelixentes como a acuaponía son vitais para garantir un fornecemento seguro de alimentos frescos para Europa, á vez que se reduce a nosa pegada ambiental. En liña coa iniciativa Dixitalización da Industria Europea baixo o seu nome xenérico de agricultura intelixente, o proxecto SOMIRO desenvolverá un robot de natación a escala milimétrica inspirado nun verme plano cunha autonomía enerxética dun mes, intelixencia local e a capacidade de xerar datos continuamente e comunicarse opticamente para reducir o impacto ambiental da agricultura en termos de pegada de carbono, sobrefertilización, uso de pesticidas e sobrealimentación.
Os robots nadadores cubrirían unha área moito maior que os sistemas estacionarios e poderían despregarse e redespregarse rapidamente onde máis se necesite. Poden servir como unha solución de monitorización independente para cultivos de interior ou complementar a teledetección baseada en drons en escenarios ao aire libre. Ata a data, non se demostrou ningún milirrobot enerxeticamente autónomo (sen conexións e localmente intelixente) capaz de funcionar continuamente durante horas. A principal razón disto son as limitacións enerxéticas: a locomoción require moita enerxía e os robots pequenos teñen un almacenamento e unha captación de enerxía moi limitados. O noso milirrobot medirá menos de 1 cm de longo e demostrará como os sistemas brandos e elásticos con movemento de natación ondulante, 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 escalarse aos volumes de produción sen cambios nos procesos. Os materiais a granel son elastómeros e polímeros de baixo custo, e os circuítos electrónicos basearanse en compoñentes comerciais. Ao longo do proxecto, todos os escenarios de aplicación e os plans operativos desenvolveranse en estreita colaboración entre as empresas asociadas de SOMIRO, os usuarios finais e as partes interesadas industriais externas.
Fixéronse avances que superan o estado da técnica nos seguintes aspectos:
- Nova tecnoloxía de comunicación para células solares.
- Novo módulo solar de alto rendemento de 4 celas.
- Novo sensor químico de potencia ultrabaxa.
- Nova unidade actuadora de aletas de natación miniaturizada.
- Os resultados esperados son que proporcionaremos locomoción enerxeticamente eficiente e a intelixencia física dun milirobot brando nadador, acadando unha autonomía dun mes.
- O robot terá detección de consumo ultrabaxo, computación local e comunicación inalámbrica fiable dentro da restrición de tamaño dun milirobot.
- O milirobot mostrará un rendemento da marcha mellorado con respecto ao estado da técnica actual.
- Ademais, demostrarase a fabricación automatizada, mediante montaxe e empaquetado, de milirrobots brandos integrados.
- UPPSALA UNIVERSITET (UU)
Proxectos relacionados
