近日,哈佛大學科學家創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輸送藥物,或者在機器人需要在狹窄空間內爬行的災難情況下。
此前科學家已經受大自然啟發研發了各種機器人。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行器以實現移動的復雜步驟。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制作了數百個皮膚和約50個軟機器人實現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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