受海洋生物啟發(fā):科學家們展示新型軟體機器人
據(jù)外媒New Atlas報道,水母獨特的運動方式使其成為機器人研究人員的熱門研究模型,他們希望開發(fā)出先進的新型機器,使其具有極高的運動效率。科學家們現(xiàn)在展示了一種受這些海洋生物啟發(fā)的新型軟體機器人,它利用氣道以極快的速度游動。 這種新型軟體機器人是由北卡羅萊納州立大學和坦普爾大學的科學家開發(fā)的,實際上是建立在他們早先的工作基礎(chǔ)上的:此前他們生產(chǎn)了一種受獵豹啟發(fā)的快速移動機器人。那臺機器交替地將空氣從兩個執(zhí)行器中抽進抽出,使僵硬的脊柱瞬間從一個彎曲狀態(tài)彈到另一個狀態(tài)。正如研究報告作者尹杰所解釋的那樣,最新的機器人是對這種方法的改進。 “我們之前的工作主要集中在制造軟體機器人,這些機器人的靈感來自獵豹--雖然機器人的速度非?,但它們?nèi)匀挥幸粋僵硬的內(nèi)脊柱,”尹杰說!拔覀兿胱鲆粋完全柔軟的機器人,沒有內(nèi)脊柱,仍然利用那種在兩種穩(wěn)定狀態(tài)之間切換的概念,以使軟體機器人的移動更加有力--而且更加快速。而我們受到啟發(fā)的動物之一就是水母! 水母游泳的能量效率在海洋環(huán)境中是無與倫比的。該團隊試圖通過使用聚合物圓盤來重現(xiàn)這一點,聚合物圓盤通過向四個不同的方向拉伸而預(yù)應(yīng)力,然后與另外兩層非應(yīng)力層結(jié)合,其中一層具有一個空氣通道。這種聚合物圓盤的堆疊使得一個軟體機器人可以在放松狀態(tài)和彎曲狀態(tài)之間進行切換,而在彎曲狀態(tài)下,這種碗形的機器人通過在空的通道中填充空氣,迅速反轉(zhuǎn)為圓頂。這使得機器推開水,自己向前移動。 “我們可以通過向通道層中注入空氣來使機器人‘彎曲’,我們通過控制預(yù)應(yīng)力層的相對厚度來控制這種彎曲的方向。”尹杰說。 在測試中,軟體機器人表現(xiàn)出每秒53.3毫米的平均速度,而作為研究的一部分,研究的三種水母都沒有超過每秒30毫米的速度。 |