科学家开发敏捷的新型昆虫机器人 可在极小空间中快速转弯
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  • 晏倩
  • 2021-07-12 07:09:41 3041

摘要:

加州大学伯克利分校的研究人员研发了一款模仿昆虫行为的机器人,具备高速行进及瞬间转向的能力。这款机器人通过应用不同电压切换粘性实现独特移动方式,显著提高了其灵活性。新设计基于2019年的研究成果,采用涂有弹性聚合物的聚偏氟乙烯(PVDF)矩形片作为基础元件。通过施加交流电,材料展现出快速弯曲与伸展特性,从而驱动机器人的前进。

改进版机器人:

在原有基础上,科研团队引入了更为先进的“腿部”设计,增强机器人的机动性。这一创新使得机器人能够迅速改变方向,展现出了令人瞩目的灵活性。实验结果显示,该款机器人在平面上的移动速度惊人,可达每秒20个自身长度,且能携带轻型负载。然而,早期版本的机器人在操作精确度和稳定性方面存在局限性,导致移动方向和速度的不确定性。

新型腿部设计与技术原理:

新版本的机器人采用了静电吸附技术,通过向特定腿部施加电压,使其紧贴地面,进而实现快速转向。研究人员通过设置迷宫路径测试了机器人的敏捷性,结果显示其能在短短5.6秒内完成任务。此外,机器人还配备了气体传感器,用于绘制区域内气体浓度分布图,预示着未来在环境监测和泄漏检测领域的应用潜力。

性能与应用前景:

目前,研究团队构建了两种不同配置的机器人模型,一种依赖外接电源,速度达到每秒28个自身长度,接近活蟑螂的移动速度;另一种则依靠内置电池运行,虽然移动速度略慢,但在携带传感器和执行任务时展现出更长的续航能力,最长可达19分钟和102英尺(约31米)。

技术创新与挑战:

面对小型化机器人的制造难题,研究人员致力于保持其动力与控制性能,同时减轻重量限制,以适应携带更多设备的需求。尽管现有成果在速度、力量和能源效率方面表现出色,但在缩小尺寸时仍面临挑战,尤其是如何平衡负载与移动速度的关系。这一领域的发展有望推动机器人技术在探索未知环境、执行复杂任务等方面取得突破。

结论:

加州大学伯克利分校的研究团队成功开发了一款具备高度机动性的仿生机器人,其独特的设计与技术应用展现了广阔的应用前景。随着进一步的研发,这类机器人有望在科学研究、环境保护以及应急响应等领域发挥重要作用,为解决现实世界中的挑战提供新的解决方案。

    本文来源:图灵汇
责任编辑: : 晏倩
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极小昆虫机器人敏捷转弯科学家可在新型快速开发
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