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它能像葡萄藤一樣生長,在廢墟瓦礫中穿梭,找到被困的幸存者,甚至向他們送水……機器人為功能而生,而不是為了長得更像人

最近,斯坦福大學的機械工程師們發明了一種新型柔性機器人,它受到了自然生物例如藤蔓、真菌和神經細胞的啟發,能夠通過生長到達很遠的距離。這種機器人可應用於搜尋、救援和醫療設備等領域。

地震等災害發生後,救援人員需要在倒塌的建築廢墟中搜尋受困者。這項工作十分艱巨而複雜。一般來說,開展搜救的方法往往是通過手工或者機械挖掘廢墟,和通過搜救犬的嗅覺尋找生命跡象。然而,自從有了機器人技術,人們開始考慮采用機器人去完成危險而艱巨的搜救任務。

最近科學家們發明了一種新方案:他們采用了一種密閉的小型圓柱體,隻需將此設備放置於廢墟入口處,簡單撥動開關即可展開救援。該圓柱體的一端會產生出一種藤蔓狀的物體,延伸至石土堆中,它類似於一種快速爬升的攀緣植物。有一個攝像頭,位於這種藤蔓狀物體一端的尖端處,使得搜救人員能夠看到廢墟下方的地方,一般來說這些地方是他們無法到達的。最近,斯坦福大學的機械工程師們發明了這種新型機器人,並於7月19日在《科學機器人》雜誌上發表了論文。這種機器人受到了自然生物例如藤蔓、真菌和神經細胞的啟發,能夠通過生長到達很遠的距離。研究人員對於這種可生長的柔性機器人進行概念驗證,並且對其開展了一些頗具挑戰性的測試。

原理

這種機器人背後的設計理念相當簡單明了。它是一種管狀的柔性材料,可在自身內部折疊,如同一個襪子從裏麵翻到外麵。當位於管子前麵的材料外翻時,它沿著一個方向生長,就像管子的正麵朝外翻一樣。這些原型使用的材料是廉價的薄塑料。當科學家們向靜止的一端注入壓縮空氣時,機器人身體向外翻。在其他的機器人原型版本中,可用液體取代壓縮空氣。

種機器人的附屬結構包括:一個控製係統,它能為身體充氣,控製機器人向左或者向右;一個軟件係統,它能基於機器人尖端的攝像頭采集的圖像,進行方向決策。

價值

這種柔性機器人的主要優勢就是:它比堅硬的剛性機器人更加安全。因為它們不僅是柔軟的,而且也是輕量的。這種設計對於機器人離人很近的情況下特別有用。另外一個好處,就這個機器人而言,就是它是柔性的並且可以按照複雜的路徑前進。然而,這一點也帶來了一些挑戰。

Okamura 實驗室的研究生、論文的合著者之一 Joey Greer 稱,控製這種機器人需要對它的運動進行精準建模,這一點對於柔性機器人來說很困難。相比而言,剛性機器人的建模和控製要容易得多,但是對於需要靈活性和安全性的情況,剛性機器人無法派上用場。更多有關機器人方麵的信息,請關注 inteahouseUS ,為你帶來有關機器人領域的最權威的資訊。

機器人為功能而生

而不是為了長得更像人

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最後更新:2017-08-30 22:18:33

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