可变形的充气机器人可以拿起物体并自己漫步

时间:2020-03-20 18:49 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

可变形的充气机器人可以拿起物体并自己漫步

软机器人领域的研究人员希望能开发出新一代机器,让人类使用起来更安全。他们希望通过柔软的充气部件来实现这一目标。斯坦福大学(Stanford University)和加州大学圣巴巴拉分校(University of California, Santa Barbara)的科学家们提出了一个特别有趣的解决方案,他们展示了一个充气机器人,它可以改变形状,抓住物体,在不受束缚的情况下朝可控制的方向滚动。

斯坦福大学机械工程研究生内森?乌塞维奇(Nathan Usevitch)表示:“大多数软机器人的一个重大限制是,它们必须连接到一个庞大的空气压缩机上,或者插在墙上,这阻止了它们的移动。”“所以,我们想知道:如果我们一直在机器人体内保持相同数量的空气会怎么样?”

该团队的软机器人的基础是一个单一的充气管。一台机器把管子的两端夹在一起,另两台机器在管子上上下移动,改变它们的位置,形成另外两个角,形成各种形状的三角形。研究人员称这种机器人为“等周机器人”,指的是尽管机器人内部的空气量和整体长度保持不变,但它的形状却能发生巨大的变化。

UCSB机械工程助理教授、该论文的联合高级作者艾略特?霍克斯(Elliot Hawkes)表示:“我们得出的一个关键结论是,要用一个大型、柔软的气动机器人来创造运动,你实际上不需要把空气抽进抽出。”“你可以利用现有的空气,通过这些简单的发动机来移动空气;这种方法更有效,让我们的机器人移动得更快。”

霍克斯补充道:“这个想法是,你可以通过使用简单的马达沿着管道驱动来改变软机器人的形状,而不是使用通常使用的缓慢、低效的泵。”

几个等周度机器人可以连接在一起,形成更强大的机器,通过三自由度的关节连接,形成桁架状结构。一组3个这样的机器人可以被操纵,让它们捡起一个球,或者通过改变重心,朝想要的方向滚动。

该团队设想,这些属性可能在灾难场景中非常有用,机器人可以通过狭小的空间进入一座倒塌的建筑,然后重新配置成一种支撑结构。它的柔软和坚固的特性也可以用于家庭或工作场所,与传统的硬体机器人相比具有显著的安全优势。该团队特别感兴趣的一种可能性是外层空间。

这篇论文的共同作者扎卡里?哈蒙德说:“这个机器人可能对太空探索非常有用——尤其是因为它可以被装在一个小包裹里运输,然后在充气后不受束缚地运行。”“在另一个星球上,它可以利用其变形能力穿越复杂的环境,挤过狭小的空间,跨越障碍。”

这个团队正在继续完善它的等周机器人,尝试不同的形状,甚至可能看看它是否会游泳。

“这项研究突显了思考如何以新的方式设计和制造机器人的力量,”该论文的合著者艾莉森?奥卡姆拉(Allison Okamura)表示。“机器人设计的创造性在这种类型的系统中得到了扩展,这是我们在机器人领域真正想要鼓励的事情。”

这项研究发表在《科学机器人》杂志上,在下面的视频中,你可以看到机器人的动作,也可以听到一些团队成员的声音。

资料来源:斯坦福大学、加州大学圣巴巴拉分校

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