创造了变形,自由漫游的软机器人

匿名用户 2020年3月19日 pm6:26 阅读 78

软机器人技术的进步有朝一日可以使机器人与人类并肩工作,帮助他们举起重物或将它们带离危险。作为迈向未来的一步,斯坦福大学的研究人员开发了一种新型的软机器人,通过借鉴传统机器人技术的功能,它既安全又保留了移动和改变形状的能力。

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:“大多数软机器人的一个显着局限性是,它们必须连接到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空气中怎么办?”

从那一刻起,研究人员**终研制出了可以改变其形状的人类规模的软机器人,从而使其能够抓握并处理物体并向可控方向滚动。他们的发明在3月18日发表在《科学机器人》上的一篇论文中进行了描述。

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乌瑟维奇说:“我给人们的这种机器人的偶然描述是电影《大英雄6》中混合了变形金刚的Baymax。换句话说,这是一款柔软,对人体安全的机器人,其机器人可以大大改变其形状。”

许多机器人的结合

这个柔软的机器人的**简单的版本是一个充气管,该充气管穿过三个小的机器,将其捏成三角形。一台机器将管子的两端固定在一起。另外两个沿管子驱动,通过移动其角来改变机器人的整体形状。研究人员称其为“等距机器人”,因为尽管形状发生了巨大变化,但边缘的总长度以及内部的空气量保持不变。

等参机器人是三种类型的机器人的后代:软机器人,桁架机器人和集体机器人。软机器人轻巧,合规,桁架机器人具有可以改变形状的几何形状,而集体机器人则是可以协同工作的小型机器人,使其在遇到零件故障时特别坚固。

该论文的共同资深作者,机​​械工程助理教授肖恩·福尔默(Sean Follmer)说:“我们基本上是在用传统的电动机来操纵一个柔软的结构。“这使一类非常有趣的机器人结合了软机器人的许多优点以及我们对更经典机器人的所有知识。”

为了制作更复杂的机器人版本,研究人员只需将几个三角形连接在一起即可。通过协调不同电动机的运动,它们可以使机器人执行不同的行为,例如通过吞并三个侧面的球来捡起球或改变机器人的质心以使其滚动。

加州大学圣塔芭芭拉分校机械工程学助理教授埃利奥特·霍克斯(Elliot Hawkes)表示:“我们开发的一项关键理解是,使用大型,柔软的气动机器人来产生运动,实际上并不需要抽入和抽出空气。”以及该论文的共同资深作者。“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,可以使我们的机器人运动得更快。”

从外太空到客厅

软机器人领域相对较年轻,这意味着人们仍在寻找这些新产品的**佳应用。它们安全而坚固的柔软性可能使其在传统机器人可能会造成伤害的家庭和工作场所中使用。轻巧的机器人也吸引人作为灾难响应工具。

等距机器人的其他令人兴奋的可能性可能是行星外的。斯坦福大学机械工程学研究生,《科学》杂志的主要作者之一扎卡里·哈蒙德(Zachary Hammond)表示:“该机器人对于太空探索来说确实非常有用-尤其是因为它可以装成小包装运输,然后在充气后不受限制地运行。”纸,用Usevitch。“在另一个星球上,它可以利用其变型能力穿越复杂的环境,挤过狭窄的空间并散布在障碍物上。”

目前,研究人员正在为他们柔软的机器人尝试不同的形状,并考虑将其放入水中以查看其是否可以游泳。他们还在探索更多新型的软机器人,每种都有自己的特点和优势。

机械工程学教授,该论文的合著者Allison Okamura说:“这项研究凸显了以新方式思考如何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。”

斯坦福大学航空与航天学助理教授Mac Schwager也是其中的合著者。福尔默和冈村都是斯坦福Bio-X的成员。冈村也是吴仔神经科学研究所的成员。

这项研究由美国国家科学基金会和美国国防高级研究计划局资助。

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