一种基于折纸结构和磁性致动器的虫子灵感机器人

煤油灯科技2023-06-05 08:34

生物启发式机器人是模拟特定生物系统的外貌、动作和/或功能的机器人系统,可以更有效地、更可靠地解决现实世界的问题。在过去的二十年里,机器人学家们引入了越来越多的这些机器人,一些机器人从果蝇、蚯蚓和其他小生物中获得灵感。

中国石油大学(华东)的研究人员最近研发出一种受到东方纸折艺术(折纸)启发的仿虫机器人。这个机器人系统在《仿生与生物启示录》杂志上介绍,它基于对磁力作用力的反应器,可以压缩和弯曲身体来模拟蠕虫的运动。

我们的研究小组一直非常关注软机器人这个有前途的领域,该机器人的其中一名研究员刘建林告诉Tech Xplore。在回顾该领域的现有研究文献时,我们发现仿生机器人,例如蠕虫仿生机器人,是值得探索的话题。因此,我们着手根据现有文献制造一个类似蠕虫的折纸机器人。在设计和审查了几种不同的结构之后,我们选择了专注于我们机器人的特定针织图案。

刘和他的同事们创造出一种仿虫机器人,它由基于折纸的脊椎、24张磁性金属板和两个NdFeB磁铁组成。该机器人的脊椎是按照折纸的方式制作出来的。它的外部部分有两个NdFeB磁铁。

当暴露于磁力作用下时,机器人的身体会变形和压缩,导致类似于蚯蚓和其他爬行虫类生物的运动模式。由于主要基于纸张和磁铁,该系统成本低廉,易于制造且重量极轻。

刘解释说:“本文提出的折纸结构能够再现蠕虫和其他蠕虫状生物的外观和结构。近年来引入的几款机器人都是基于磁力激励的,这些机器人可以为不同的应用提供价值,例如清洁管道和其他狭窄的环境。我们的工作可以大大丰富折纸机器人领域,启发新先进设备的发展。”

在最初的模拟中,研究人员利用他们的机器人制造了三种不同的运动,分别称为“蚯蚓式”、“欧米茄式”和“混合式”。这些不同的运动方式可以让更先进的版本的机器人有效地处理各种任务,例如避开障碍、爬墙、在管道内爬行或者运送小包裹。

在未来,刘和他的同事计划进一步改进他们的机器人设计,并创建更先进的仿生机器人系统。此外,他们希望他们的工作将激励其他研究团队创建类似蠕虫启发的机器人,这些机器人可以更有效地解决各种现实世界的问题。

“基于仿生蚯蚓的折纸机器人的开发是一个具有前景的研究课题,我计划在未来的工作中进一步探索它,”刘补充道。“例如,我想设计更多的原型折纸机器人,其特征受到蚯蚓或其他蠕虫的启发,这对特定应用可能是有价值的。最后,专注于其他驱动方法也有可能丰富我们的研究。”

 

---煤油灯科技victorlamp.com编译整理---

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