近日,哈佛大學科學家創(chuàng)造出一種新型軟體機器人使用人造鱗狀皮向前移動,這看起來有點像蛇。這個軟體機器人其實是一個硅橡膠管。但其特殊之處在于它的“皮膚” - 一種用激光切割的薄而可拉伸的塑料片。
三角形或圓形的切口類似于蛇皮上的鱗片。
當空氣被泵入管內(nèi)時,機器人會膨脹并收縮,從而使得鱗片彈出,錨定在表面上,并將機器人向前拉。在周三發(fā)表在《科學·機器人學》(Science Robotics)的一項研究中,科學家們表明,人造蛇皮可以抵抗像瀝青和混凝土這樣的粗糙表面。將來,這些機器人可能會縮小并用于在動脈內(nèi)輸送藥物,或者在機器人需要在狹窄空間內(nèi)爬行的災難情況下。
此前科學家已經(jīng)受大自然啟發(fā)研發(fā)了各種機器人。此次軟體機器人的靈感來自蛇。為了模仿蛇皮,哈佛大學博士后研究員 Ahmad Rafsanjani參照了日本稱為kirigami的剪紙藝術。他用激光切割成線條、三角形、圓形或梯形的薄塑料片。然后將皮膚纏繞在由空氣驅(qū)動的硅橡膠管上。 (空氣通過管道泵送,或者由于帶有泵,電池和傳感器的小型控制單元。)
機器人以這種方式工作:當硅橡膠管充氣或放氣時,它向前伸展,使鱗片彈起并抓住表面。過程中產(chǎn)生的摩擦推動機器人前進(但不是向后;研究人員仍然試圖弄清楚)。鱗片皮很容易制作,并且可以省略工程師制作執(zhí)行器以實現(xiàn)移動的復雜步驟。Rafsanjani和他的同事們也嘗試了不同的比例形狀:其中梯形是最有效的,允許更長的步幅。
這個機制看起來很簡單,但實際上花了一年半的時間才得以完善。在全部問題得到解決之前,Rafsanjani制作了數(shù)百個皮膚和約50個軟機器人實現(xiàn)這樣一個簡單的動作。
論文鏈接:http://robotics.sciencemag.org/content/3/15/eaar7555.full
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