一种受蜈蚣启发的机器人可以轻松找到立足点

大阪大学的研究人员设计了一款“多足机器人”,其能耗和计算能力均低于其他行走机器人。
该团队的灵感来源于某些“极其敏捷”的昆虫,它们能够利用自身动态不稳定性快速改变运动和方向。YouTube

上个月,佐治亚理工学院的工程师们推出了一款令人毛骨悚然的、爬行式的百足启发机器人,身上装有大量微小腿部。如此多的额外腿部并非仅仅是为了致敬节肢动物,而是为了提高机器人在崎岖地形上的机动性,同时减少复杂传感器系统的数量。为了不落人后,日本另一组研究人员也展示了他们自己的仿生“多足机器人”,该机器人利用自然环境的不稳定性进行曲线运动,从而降低了计算和能源需求。

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正如发表在《软体机器人》杂志上的文章所述,大阪大学机械科学与生物工程系的团队最近创造了一个长53英寸的机器人,由六个部分组成,每个部分都配有两条腿和灵活的关节。在本周早些时候发布的一份声明中,该研究的合作者Shinya Aoi解释说,他们的团队受到了某些“极其敏捷”的昆虫的启发,这些昆虫能够利用自身动态不稳定性快速改变运动和方向。为了模仿其自然对应物,该机器人配备了微型电机,这些电机控制着一个可调节的螺钉,用于在运动中增加或减少每个部分的灵活性。这就导致了所谓的“叉式分叉”。基本上,向前移动的百足机器人会变得不稳定。

但是,机器人并没有摔倒或停止,而是可以利用这种分叉开始向左或向右进行曲线运动,具体取决于情况。利用这种动量,该团队能够极其高效地控制他们的机器人,并且比其他行走机器人具有更低的计算复杂度。

尽管目前的双足机器人非常令人印象深刻,但它们的双腿往往非常脆弱,容易发生故障。更重要的是,一旦失去一条腿的控制,就很容易使机器无法运行。像百足机器人那样增加腿的数量,可以创建系统冗余,同时还能扩展其可处理的地形。“我们可以预见它在各种场景下的应用,例如搜索救援、在危险环境中工作或在其他行星上进行探索,”该论文的另一位合作者Mau Adachi解释道。

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这种蛇形机器人正吸引着世界各地众多研究人员的关注。上个月,NASA公布了其外星生物学现存生命探测器(EELS)的最新进展,这是一种蛇形机器人,旨在未来有一天可能探测土星冰冷的卫星恩克拉多斯上是否存在外星生命迹象。尽管EELS利用“旋转推进单元”进行蜿蜒移动,但可以想象它与“多足”伙伴一起行动——这是一个既可爱又令人兴奋的景象。

 

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