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它能像葡萄藤一样生长,在废墟瓦砾中穿梭,找到被困的幸存者,甚至向他们送水……机器人为功能而生,而不是为了长得更像人

最近,斯坦福大学的机械工程师们发明了一种新型柔性机器人,它受到了自然生物例如藤蔓、真菌和神经细胞的启发,能够通过生长到达很远的距离。这种机器人可应用于搜寻、救援和医疗设备等领域。

地震等灾害发生后,救援人员需要在倒塌的建筑废墟中搜寻受困者。这项工作十分艰巨而复杂。一般来说,开展搜救的方法往往是通过手工或者机械挖掘废墟,和通过搜救犬的嗅觉寻找生命迹象。然而,自从有了机器人技术,人们开始考虑采用机器人去完成危险而艰巨的搜救任务。

最近科学家们发明了一种新方案:他们采用了一种密闭的小型圆柱体,只需将此设备放置于废墟入口处,简单拨动开关即可展开救援。该圆柱体的一端会产生出一种藤蔓状的物体,延伸至石土堆中,它类似于一种快速爬升的攀缘植物。有一个摄像头,位于这种藤蔓状物体一端的尖端处,使得搜救人员能够看到废墟下方的地方,一般来说这些地方是他们无法到达的。最近,斯坦福大学的机械工程师们发明了这种新型机器人,并于7月19日在《科学机器人》杂志上发表了论文。这种机器人受到了自然生物例如藤蔓、真菌和神经细胞的启发,能够通过生长到达很远的距离。研究人员对于这种可生长的柔性机器人进行概念验证,并且对其开展了一些颇具挑战性的测试。

原理

这种机器人背后的设计理念相当简单明了。它是一种管状的柔性材料,可在自身内部折叠,如同一个袜子从里面翻到外面。当位于管子前面的材料外翻时,它沿着一个方向生长,就像管子的正面朝外翻一样。这些原型使用的材料是廉价的薄塑料。当科学家们向静止的一端注入压缩空气时,机器人身体向外翻。在其他的机器人原型版本中,可用液体取代压缩空气。

种机器人的附属结构包括:一个控制系统,它能为身体充气,控制机器人向左或者向右;一个软件系统,它能基于机器人尖端的摄像头采集的图像,进行方向决策。

价值

这种柔性机器人的主要优势就是:它比坚硬的刚性机器人更加安全。因为它们不仅是柔软的,而且也是轻量的。这种设计对于机器人离人很近的情况下特别有用。另外一个好处,就这个机器人而言,就是它是柔性的并且可以按照复杂的路径前进。然而,这一点也带来了一些挑战。

Okamura 实验室的研究生、论文的合着者之一 Joey Greer 称,控制这种机器人需要对它的运动进行精准建模,这一点对于柔性机器人来说很困难。相比而言,刚性机器人的建模和控制要容易得多,但是对于需要灵活性和安全性的情况,刚性机器人无法派上用场。更多有关机器人方面的信息,请关注 inteahouseUS ,为你带来有关机器人领域的最权威的资讯。

机器人为功能而生

而不是为了长得更像人

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最后更新:2017-08-30 22:18:33

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