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科学家研发可变形充气机器人 可抓取物体并自行漫游

作者:佚名 发布时间:2020-03-26

软体机器人领域的研究人员希望带来新一代的机器,这种机器对人类而言更加安全,他们希望通过柔软的充气组件来实现这一目标。 斯坦福大学和加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)的科学家提出了一种特别有趣的解决方案,展示了一种可充气机器人。该机器人可以变形,抓握物体并在不受限制的方向上滚动。

斯坦福大学机械工程专业的研究生内森·乌瑟维奇(Nathan Usevitch)表示:“大多数软体机器人的一个显著局限性在于,必须将它们固定在笨重的空气压缩机上或插入墙壁,以防止它们移动。所以,我们想知道:如果我们一直保持相同数量的空气在机器人中怎么办?”

该团队的软体机器人的基础是单个充气管。一台机器将管子的两端捏在一起,而另外两台机器将管子上下移动,移动其位置以创建另外两个角并产生各种形式的三角形。研究人员称其为“等距机器人”,是指尽管内部空气量和总长度保持完全相同,但它仍具有显著着改变形状的能力。

UCSB机械工程助理教授兼共同作者艾略特·霍克斯(Elliot Hawkes)表示:“我们开发的主要理解是,使用大型、柔软的气动机器人进行运动,实际上并不需要抽入和抽出空气。您可以使用已经拥有的空气,并通过这些简单的电动机将其移动;这种方法效率更高,可以让我们的机器人更快地移动。”

“我们的想法是,您可以通过使用沿管子驱动的简单电动机来改变软体机器人的形状,而不是使用通常使用的缓慢、效率低下的泵,”霍克斯补充道。

可以将多个等速机器人彼此连接起来,以形成功能更强大的机器,并通过三自由度关节进行连接,从而创建类似桁架的结构。然后可以以允许它们捡起球或通过移动重心沿所需方向滚动的方式操纵其中的三个。该团队认为这些功能在灾难情况下可能会有用,在这种情况下,机器人可以穿越狭窄的空间进入倒塌的建筑物,然后重新配置为一种支撑结构。它柔软坚固的特性还可以使其在家庭或工作场所中找到用途,与传统的坚固机器人相比,具有明显的安全优势。团队特别兴奋的一种可能性是外层空间。

该论文的共同主要作者扎卡里·哈蒙德(Zachary Hammond)说:“该机器人对于太空探索可能真的很有用,特别是因为它可以装在一个小包装中,然后在充气后不受约束地运行。在另一个星球上,它可以利用其变形能力来穿越复杂的环境,挤过狭窄的空间并散布在障碍物上。”

该小组正在继续完善其等距机器人,尝试不同的形状,甚至可能会看它是否会游泳。该论文的合著者Allison Okamura说:“这项研究突出了思考如何以新方式设计和建造机器人的力量。随着这种系统的发展,机器人设计的创造力正在不断扩大,这是我们在机器人领域真正希望鼓励的。”