哈佛做了個海膽機器人,網友:沒有食欲!

發布時間:2019-11-11 16:00    來源:中國機器人網
 

關鍵詞:海膽機器人 哈佛

摘要:海膽獨特的身體和運動策略啟發了科學家,從而研發了這個機器人,UrnButt的身體有五個柔性管腳(綠色結構)和十個剛性可移動刺。這些附件是由機器人體內的軟執行器驅動的,以允許機器人在特定的方向自我拉動或旋轉。

  海膽獨特的身體和運動策略啟發了科學家,從而研發了這個機器人,UrnButt的身體有五個柔性管腳(綠色結構)和十個剛性可移動刺。這些附件是由機器人體內的軟執行器驅動的,以允許機器人在特定的方向自我拉動或旋轉。

  在海洋已知的奇怪物質的光譜中,海膽可能在中間。他們是一個有趣的組合剛性和靈活,殼覆蓋在硬可移動脊柱以及軟管狀附屬物工作的組合,如腿和粘性腳。海膽的移動策略同時利用了這兩種附屬物,雖然它們可能速度不快,但它們可以進入各種可能有用的角落和縫隙,這似乎是一種在機器人中很有價值的能力。

  本周在IROS 2019上,來自哈佛大學的機器人學家展示了一種仿生機器人UrchinBot,這種機器人“融合了海膽特有的解剖學特征”,由氣動或液壓驅動,無需系繩即可操作。它可能是基于真實的動物,但即使如此,海膽機器人絕對是我們見過的最怪異的機器人之一。

  事實證明,成年海膽是一種復雜的生物,制作一個機器人版本的海膽需要很多。幼年海膽在一個簡單得多的身體中包含了相同的基本特征,雖然它們的尺寸只有0.5毫米,但放大版(身體直徑230毫米)更為可行。

  

 

  和人類一樣,海膽的寶寶也有兩個活動性附屬物:活動性脊骨和粘性管足。物理上的相似性是驚人的,但不僅僅是美學上的相似,因為研究人員強調,“我們特別注意精確復制我們設計所依據的解剖特征的幾何和運動范圍。”

  

 

  UrchinBot的刺(真正的動物用來保護,移動,并把自己塞進縫隙)反映了你在幼年海膽身上看到的兩種不同的刺。沒人能確定為什么嬰兒的脊椎比成人更漂亮,但海膽機器人也復制了這個細節。

  UrchinBot每根脊柱都通過一個球形關節與身體相連,關節周圍有一個由三個充氣圓頂組成的三角形,可以充氣將脊柱推向不同的方向。所有的圓頂在機器人內部都是相互連接的,這意味著脊椎不能單獨驅動,而且只要脊椎移動,你就會得到令人滿意的對稱旋轉運動。當它們逆著海膽機器人所倚靠的表面旋轉時,機器人會慢慢地朝相反的方向自轉移動。

  

 

  管腳稍微復雜一點,因為真正的海膽會分泌粘性物質,用來將自己粘在表面上,然后分泌一種酶,當它們想移動時,這種酶會溶解膠水。取而代之的是,海膽機器人UrchinBot使用可伸縮的腳趾磁鐵,只要機器人在鐵質表面上移動,磁鐵就可以完美工作。當管腳充氣時,它們向外移動并使尖端向下傾斜,在足夠的壓力下,腳趾磁鐵彈出并粘附。然后,海膽機器人反轉其液壓系統,將管腳吸回來,將自己拉向附著點,并導致磁鐵再次彈出,一旦它到達那里。

  海膽機器人身體的其余部分被泵、閥門和電子設備所占據,使得它可以在陸地和水下完全不受束縛地工作,這就是它的作用。

  

 

  結果發現,UrchinBot海膽的脊椎表現出一種類似于真實海膽的運動范圍,這是整潔的。管腳可以達到6:1的延伸率,這與幼童海膽的10:1比例相當接近,但比成年海膽小得多,成年海膽可以將管腳延伸到50:1的比例。海膽機器人的速度不如海膽,超過原本的仿生體這是大多數仿生機器人所期望的。UrchinBot最高速度為6毫米/秒,即每秒0.027體長,比幼年海膽的速度要慢得多(幼年海膽的速度可以達到每秒10體長,但速度只有成年海膽的一半。

  

 

  海膽機器人可能不是海底最快的機器人,但研究人員說,它可能對水下清潔和檢查應用很有用,特別是在嚴重污染對更傳統的機器人構成挑戰的情況下。海膽機器人升級的首要任務是為它裝上盡可能多的額外執行器,目的是使刺單獨活動,并給管腳額外的自由度。雖然海膽機器人可能找不到短期的應用,但它可以作為一個試驗臺,幫助研究人員識別物理特征和控制技術,從而產生新型更通用、更有效的水下機器人。

  本周,來自哈佛懷斯研究所的Thibaut Paschal、Michael A.Bell、Jakob Sperry、Satchel Sieniewicz、Robert J.Wood和James C.Weaver在澳門舉行的IROS 2019上發表了一篇題為《一個未受約束的兩棲海膽啟發機器人的設計、制造和特性描述》的文章。

(責編:)

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