这条类似鳗鱼的机器人可能是“体素”机器人新系列的开端

麻省理工的科学家们创造了可能是平价、可定制机器人的“乐高”。
Underwater snake robot from MIT
认识一下 Robotuna 的后代。 麻省理工

早在 1994 年,麻省理工的工程师们就推出了 Robotuna。这个名字恰如其分的四英尺长的潜水机器人,灵感来源于一种有着 1.6 亿年历史的物种,需要超过 2800 个组件,包括 40 根肋骨、肌腱、类似脊椎的骨干,甚至还有莱卡(Lycra)外壳来模仿鱼的皮肤。如今,近二十年后,又一个麻省理工的研究团队(包括一位 Robotuna 的老将)推出了他们新一代的仿鱼机器人——一个模块化的创作,由简化的、重复的结构组成,而不是单独的零件,它可以模仿从鳗鱼到水翼的各种形态。

他们最近发表在《Soft Robotics》杂志上的研究成果,展示了麻省理工在开发可变形、动态变化的潜水机器人结构方面的新进展。这种能力对于 潜水机器人 至关重要,因为它能让它们比无数种在河流、湖泊和开阔海洋中游动的鱼类更有效地在水中移动。

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该团队的新设计依赖于称为体素(voxels)的网格状部件,这些部件结构坚固但密度低,并具有巨大的可扩展潜力。通过结合各种材料和比例(包括铸塑部件),这些体素可以在一个方向上承重,而在其他方向上则是柔软的。整个设计被封装在肋骨状的支撑材料中,最后用防水氯丁橡胶包裹。

为了展示这些进步,该团队创造了一个一米长、类似鳗鱼的机器人,由四个结构组成,每个结构由五个体素构成。连接到每个端部体素的致动器线允许机器人相应地起伏,从而使蛇形机器人能够穿过水。然而,与 Robotuna 的祖先需要两年才能建造完成不同,新机器人仅用了两天就建造好了。

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“以前有很多蛇形机器人,但它们通常由定制组件构成,而不是像这些简单、可扩展的积木,”麻省理工教授兼研究团队成员 Neil Gershenfeld 在一份 新闻稿 中说。

除了可扩展性,体素还提供了许多其他设计潜力,包括该团队制造的一个类似水翼的装置。这种第二个构造看起来像帆,有望集成到船舶船体上,例如是否能产生诱导阻力的涡流以提高能效。还有人谈论一种能够自行推进的“类似鲸鱼的潜水器”。鉴于体素的建造时间大大缩短,也许我们很快就能看到那个原型了。

 

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