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这是一款能轻松翻转的带尾巴蟑螂机器人

本文作者:欣彤Iris 2017-10-14 11:22
导语:研制仿生机器人的给科研人员带来的好处是:可以从生物学获取灵感,但不必受限于此。

在不久以前,有科学家发现蟑螂在高速运动时,每次只有三条腿着地,一边两条,另一边一条,如此循环反复。根据这个原理,仿生学家制造出机械蟑螂,它不仅每秒能够前进三米,而且平衡性非常好,能够适应各种恶劣环境。

尾巴是蟑螂机器人翻转的关键

近日,据雷锋网(公众号:雷锋网)了解,由罗恩·福瑞斯(Ron Fearing)引领的加州大学伯克利分校的生物模拟系统实验室,拥有研究各种不同类型的蟑螂机器人的丰富经验。 然而,他们最新的roachbot与原始昆虫存在显着的脱离:因为roachbot带有一个尾巴,而实际的蟑螂是没有的,尾巴的增设意味着它可以轻松地翻转。

对于动态机器人来说,大多数尾巴都是比较笨重的设备,并具有一定的重量,因为它们的功能依赖于有足够的惯性来影响机器人的身体。而这款蟑螂机器人的尾巴,基本上是一根坚硬的碳纤维棒,它会旋转并推着地面,从而让机器人翻转过来。

这是一款能轻松翻转的带尾巴蟑螂机器人

科研人员发现,把尾巴和贝壳结合在一起,就能创造出一个非常有弹性的小腿机器人。

蟑螂机器人可以轻松地从楼梯上跳下来,随后降落在地板上。它能够在眨眼的时间(大约是0.25秒)自主地恢复和控制,然后重新再一次跳跃。雷锋网获悉,这种矫正技术具有可靠性,因为测试显示,机器人可以在木头、瓷砖和地毯上进行一次性的翻转。如果在不太平滑的岩石(固定的和松散的)上翻转,则成功率下降到80%,但是由于机器人可以用最少的时间和精力尝试纠正 ,80%的速度足够可靠。

蟑螂机器人下一步做什么?

因为尾巴对很多其他东西都有好处,所以这个机器人的研发下一步就是看看它还能做什么,研究人员说道,“通过将尾巴的控制作为额外的运动肢体,进一步拓展机器人的机动性,探索利用单一自由度的低质量尾巴来实现功能的潜力。由于尾巴可以长时间地使用较大的力量,这相对于腿上的承受力而言,所以带有冲击力的尾巴运动可以产生明显的垂直跳跃,以清除障碍或进行快速的转弯。”

除此之外,《纽约时报》曾经记载关于真实的蟑螂机器人平日翻转的细节。

在一般情况下,一只蟑螂可能会发现自己在光滑的地板上、光滑的木头、瓷砖或石头。由于有一个相对较高的重心和光滑、圆润的背部,一只被翻过来的蟑螂会发现它很难在没有树枝、树叶或其他不平整的特征的情况下,利用它的腿去翻转身子。

Carlos s . Casarez、Ronald s . Casarez,这两位来自加州大学伯克利分校(University of California,Berkeley)的科研人员,在2017年加拿大温哥华的IROS大会上展示了这款能自主翻转的蟑螂机器人。

除了美国加州大学伯克利分校以外,其他国家的科研实验室也对仿生机器人抱有较高的研发热情。据雷锋网了解,俄罗斯的科学家们曾经在2015年宣布,他们历经7个月花费150万卢布(约15万元人民币),研制出一款以南美蟑螂为原型的微型机器人“蟑螂特务”。

这是一款能轻松翻转的带尾巴蟑螂机器人

他们根据蟑螂运动的动力学原理,使用回形针、弹簧、锂电池等数百个微型零件完成了初始模型的研制工作。此项机器人模仿蟑螂的外形、习性和内部构造,让机器人获得蟑螂的生活能力和运动特性。它体长10厘米,每秒可走0.3米

研究人员还考虑如何增强这种机器人的伪装性,使它不易被发现。目前,蟑螂机器人尚不能装配相机,但是能够携带重量10克的物体,比如装配一个小型便携式相机。研究人员表示,蟑螂机器人将应用于搜寻和侦察任务,还能寻找掩埋在地震废墟中的灾民。

也许在不远的将来,太空探索、排除地雷、救援等场景会成为蟑螂机器人的用武之地。

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这是一款能轻松翻转的带尾巴蟑螂机器人

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