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哈佛做了个海胆机器人,网友:没有食欲!

来源:未知 编辑:机器人之家 时间:2019-11-11
     海胆独特的身体和运动策略启发了科学家,从而研发了这个机器人,UrnButt的身体有五个柔性管脚(绿色结构)和十个刚性可移动刺。这些附件是由机器人体内的软执行器驱动的,以允许机器人在特定的方向自我拉动或旋转。
        在海洋已知的奇怪物质的光谱中,海胆可能在中间。他们是一个有趣的组合刚性和灵活,壳覆盖在硬可移动脊柱以及软管状附属物工作的组合,如腿和粘性脚。海胆的移动策略同时利用了这两种附属物,虽然它们可能速度不快,但它们可以进入各种可能有用的角落和缝隙,这似乎是一种在机器人中很有价值的能力。

      本周在IROS 2019上,来自哈佛大学的机器人学家展示了一种仿生机器人UrchinBot,这种机器人“融合了海胆特有的解剖学特征”,由气动或液压驱动,无需系绳即可操作。它可能是基于真实的动物,但即使如此,海胆机器人绝对是我们见过的最怪异的机器人之一。

       事实证明,成年海胆是一种复杂的生物,制作一个机器人版本的海胆需要很多。幼年海胆在一个简单得多的身体中包含了相同的基本特征,虽然它们的尺寸只有0.5毫米,但放大版(身体直径230毫米)更为可行。

    

和人类一样,海胆的宝宝也有两个活动性附属物:活动性脊骨和粘性管足。物理上的相似性是惊人的,但不仅仅是美学上的相似,因为研究人员强调,“我们特别注意精确复制我们设计所依据的解剖特征的几何和运动范围。”

 


 
UrchinBot的刺(真正的动物用来保护,移动,并把自己塞进缝隙)反映了你在幼年海胆身上看到的两种不同的刺。没人能确定为什么婴儿的脊椎比成人更漂亮,但海胆机器人也复制了这个细节。
 
UrchinBot每根脊柱都通过一个球形关节与身体相连,关节周围有一个由三个充气圆顶组成的三角形,可以充气将脊柱推向不同的方向。所有的圆顶在机器人内部都是相互连接的,这意味着脊椎不能单独驱动,而且只要脊椎移动,你就会得到令人满意的对称旋转运动。当它们逆着海胆机器人所倚靠的表面旋转时,机器人会慢慢地朝相反的方向自转移动。
 

 
管脚稍微复杂一点,因为真正的海胆会分泌粘性物质,用来将自己粘在表面上,然后分泌一种酶,当它们想移动时,这种酶会溶解胶水。取而代之的是,海胆机器人UrchinBot使用可伸缩的脚趾磁铁,只要机器人在铁质表面上移动,磁铁就可以完美工作。当管脚充气时,它们向外移动并使尖端向下倾斜,在足够的压力下,脚趾磁铁弹出并粘附。然后,海胆机器人反转其液压系统,将管脚吸回来,将自己拉向附着点,并导致磁铁再次弹出,一旦它到达那里。
 
海胆机器人身体的其余部分被泵、阀门和电子设备所占据,使得它可以在陆地和水下完全不受束缚地工作,这就是它的作用。

 
结果发现,UrchinBot海胆的脊椎表现出一种类似于真实海胆的运动范围,这是整洁的。管脚可以达到6:1的延伸率,这与幼童海胆的10:1比例相当接近,但比成年海胆小得多,成年海胆可以将管脚延伸到50:1的比例。海胆机器人的速度不如海胆,超过原本的仿生体这是大多数仿生机器人所期望的。UrchinBot最高速度为6毫米/秒,即每秒0.027体长,比幼年海胆的速度要慢得多(幼年海胆的速度可以达到每秒10体长,但速度只有成年海胆的一半。
 

 
海胆机器人可能不是海底最快的机器人,但研究人员说,它可能对水下清洁和检查应用很有用,特别是在严重污染对更传统的机器人构成挑战的情况下。海胆机器人升级的首要任务是为它装上尽可能多的额外执行器,目的是使刺单独活动,并给管脚额外的自由度。虽然海胆机器人可能找不到短期的应用,但它可以作为一个试验台,帮助研究人员识别物理特征和控制技术,从而产生新型更通用、更有效的水下机器人。
 
本周,来自哈佛怀斯研究所的Thibaut Paschal、Michael A.Bell、Jakob Sperry、Satchel Sieniewicz、Robert J.Wood和James C.Weaver在澳门举行的IROS 2019上发表了一篇题为《一个未受约束的两栖海胆启发机器人的设计、制造和特性描述》的文章。

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