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仿生蛇形机器人:模块化设计“放飞自我”

发布时间:2021-04-24    来源: 安全有保障72646

本文摘要:蛇形机器人仍然是卡内基梅隆大学(CMU)机器人实验室最引人注目的项目之一,早于在十年前,CMU的仿生机器人实验室就开始了该项目的工作,并在两年后研发出有了第一台可自律移动的蛇形机器人。

蛇形机器人仍然是卡内基梅隆大学(CMU)机器人实验室最引人注目的项目之一,早于在十年前,CMU的仿生机器人实验室就开始了该项目的工作,并在两年后研发出有了第一台可自律移动的蛇形机器人。这款机器人依据仿生学原理设计,体型髯而宽,头部装有照相机,合适在狭小空间作业,如转入人类无法抵达的区域展开搜寻和救援。尽管机器人的商业转型十分顺利,但CMU的研究人员更加注目它在科研上的起到,他们指出,蛇形机器人不会是机器人研究领域的一个突破口,它的研究方向也为蛇形机器人应用于场景带给了更好可能性。

模块化人组让机器人更加“灵活性”在过去十年中,大大小小的机器人社区风行美国,机器人爱好者们仿乐高机器人的搭起方法,在蛇形机器人中引进模块化人组方式,甚至设计出有了即插即用的机器人执行器。在近期版本的CMU蛇形机器人中,研究人员使用了模块化概念,在各关节部位加装压力传感器,机器人能感官力度,卷曲寄居物体后可伸展向下移动,省却了根据环境实编程移动路径的困难。

模块化设计的众多优点是可以给定减少、增加交换组件来转变机器人的长度,这不断扩大了机器人的适用范围,但似乎研究人员的脑洞好比于此。如今在匹兹堡实验室中的机器人“蛇”宽出有了不少“腿”,这使它看上去更加像一只金属昆虫或甲壳类动物。研究人员称作“蛇鬼”。

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它延用了原蛇形机器人的“头部”和“腿部”,只是转变了人组方式。较之蛇形机器人,“蛇鬼”的身体结构为电源和其他内部组件获取了更好空间,这意味著机器人的每个关节都将显得更加灵活性,可以不受限制地走动。同时,“蛇鬼”内置压力传感器,即使“宽”了六条腿,它某种程度可以抱紧物体向下滑动。“蛇鬼”没配有视觉传感器,也不反对路线编程规划,它几乎仿动物与环境的交互方式,根据状态变化大大调整自己以适应环境。

蛇形机器人大有用处此前,日本京都大学、金泽大学和冈山大学等的研究小组研发出有一款蛇形机器人,可在简单倾斜的管道中蜿蜒前进实行调查,还有望用作灾害时因危险性造成人无法转入的建筑内部探查;据报该机器人全长约2米,重约9公斤,配备高性能传感器,以Echo确认自身方位,操作者中会迷失方向。同时可通过喷气空气来压低配有摄像头的前端部分,以搜集详细信息。此外从瓦砾上通过时,还能像蛇一样卷曲很细的管道外侧向下爬上。

美国范德堡大学机械工程学院的教授们曾研发出有一款用作协助医生手术的蛇形机器人,在医生显微外科手术中医生丧失触觉和感官压力的能力、视线也阻碍时,这款灵活性的蛇形机器人可以铁环到身体里的某个部分,替换医生的手部操作者。作为外科医生的得力助手,这款蛇形机器人需要提升医生们的专业技能,并最后提升手术的质量。

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它们也可以在较小的空间内展开移动,然后已完成各种简单的手臂任务,比如缝针。


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