迷信家开发矫捷的新型昆虫机器人 可在极小空间中疾速转弯
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  • it老记冀勇庆官方
  • 2021-07-13 07:38:37 5

据外媒报道,加州大学伯克利分校的工程师们研发了一款模仿昆虫的机器人,能够快速移动并迅速转向。这款机器人的独特步态得益于其采用不同电压来交替控制粘性和制动功能。

这一新设计基于2019年团队所提出的一个概念,当时他们使用涂有弹性聚合物的聚偏氟乙烯(PVDF)矩形片来实现机器人的快速移动。通过施加交流电,材料可以迅速弯曲和伸展,从而转化为前进的动力。

研究显示,这款机器人拥有惊人的速度,在平面上每秒可以移动20倍于自身长度的距离,甚至还能携带小型有效负载。不过,早期的机器人在灵活性方面存在不足,因此工程师们为其配备了更加先进的“腿部”结构。

“我们最初的机器人移动速度非常快,但我们无法精确控制它的左右移动方向,有时它会随机移动,因为哪怕制造过程中存在微小差异,也会导致机器人偏向一侧。”该研究的主要作者林立伟解释道,“此次研究的关键创新在于添加了‘脚垫’,使得机器人能够实现快速转向。”

这些“脚垫”利用静电吸附原理工作。当对某一“腿”施加电压时,它会粘附在地面上,从而使机器人朝该方向急速旋转。研究人员通过让机器人穿越迷宫来验证其灵活性,结果它仅用5.6秒就完成了整个过程。此外,机器人还配备了气体传感器,能够绘制出特定区域内的气体浓度分布图,这为未来寻找泄漏源提供了可能。

研究团队制作了两种不同版本的机器人,一种连接电源,另一种则依靠电池供电。连接电源的版本速度更快,最高时速达到每秒28倍自身长度,几乎与活蟑螂的速度相当;而电池驱动的版本虽然速度稍慢,但续航时间更长——在携带气体传感器的情况下,最长可达19分钟,覆盖距离为102英尺(约31米)。

林立伟指出:“当前面临的最大挑战之一是如何制造出更小型的机器人,同时保持大尺寸机器人所具备的动力和控制性能。对于大型机器人而言,你可以加入较大的电池和控制系统,但这在微型化的过程中变得困难重重,因为这些组件的重量会影响机器人的承载能力,并且通常会导致移动速度变慢。我们的机器人不仅速度快、结构坚固,而且所需能量极低,这使其能够在携带传感器和电子设备的同时,还能装载电池。”

这项研究成果已发表在《科学机器人》期刊上,团队还在相关视频中展示了该机器人的实际操作。

    本文来源:图灵汇
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