许多昆虫和蜘蛛都获得了不可思议的能力,它们可以借助专门的粘性足垫爬上墙壁并倒在天花板上行走,这些足垫使它们能够粘附在人类不敢去的地方的表面上。

加州大学伯克利分校的工程师利用其中一些脚垫背后的原理,称为静电粘附,创造了一种昆虫级机器人,可以像猎豹一样敏捷地转向和旋转,使其能够穿越复杂的地形并快速避开意想不到的障碍。

该机器人由一种薄的分层材料构成,当施加电压时,该材料会弯曲和收缩。在 2019 年的一篇论文中,研究团队证明,这种简单的设计可用于创建一个蟑螂大小的机器人,该机器人可以以每秒 20 个体长或约每小时 1.5 英里的速度在平坦表面上疾驰——几乎是速度活蟑螂本身的速度,以及任何昆虫大小的机器人中最快的相对速度。

在 一项新研究中,研究团队为机器人添加了两个静电脚垫。向任一脚垫施加电压会增加脚垫和表面之间的静电力,使脚垫更牢固地粘在表面上,并迫使机器人的其余部分围绕脚旋转。

两个脚垫使操作员可以完全控制机器人的轨迹,并允许机器人以超过大多数昆虫的向心加速度进行转弯。

“我们最初的机器人可以非常非常快地移动,但我们无法真正控制机器人向左还是向右移动,而且很多时候它会随机移动,因为如果制造过程中存在细微差别——如果机器人不是对称的——它会偏向一侧,”加州大学伯克利分校机械工程教授 Liwei Lin 说。“在这项工作中,主要创新是添加这些脚垫,使其能够非常非常快地转弯。”

为了展示机器人的敏捷性,研究小组拍摄了机器人在乐高迷宫中导航的过程,同时携带一个小型气体传感器并转弯以避免掉落的碎片。由于其简单的设计,机器人也可以在被 120 磅重的人类踩踏时幸存下来。

林说,像这样的小型、坚固的机器人非常适合进行搜救行动或调查其他危险情况,例如寻找潜在的气体泄漏。虽然该团队在“系绳”或通过一根小电线供电和控制时展示了机器人的大部分技能,但他们还创造了一个“不受束缚”的版本,可以在携带电池时使用电池供电长达 19 分钟 31 米气体传感器。

“当今最大的挑战之一是制造更小尺寸的机器人,以保持更大机器人的力量和控制力,”林说。“对于大型机器人,您可以包含一个大电池和一个控制系统,没问题。但是,当您尝试将所有东西缩小到越来越小的规模时,这些元素的重量对于机器人来说变得难以承载,并且机器人通常移动得非常缓慢。我们的机器人速度非常快,非常强大,而且只需要很少的电量,因此它可以携带传感器和电子设备,同时还可以携带电池。”

Lin 是一篇描述该机器人的论文的资深作者,该论文发表在Science Robotics杂志上。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时候联系我们修改或删除,多谢。

文章来源于互联网:昆虫大小的机器人以猎豹的敏捷性在迷宫中穿行

相关推荐: 美国智能笔

ETH 的研究人员已经成功地使用液态金属穿透固态金属的汞齐工艺生产了由两种不同金属制成的纳米晶体。这种新的、令人惊讶的直观技术使得生产大量金属间纳米晶体成为可能,这些纳米晶体具有适合不同应用的定制特性。 纳米晶体是由规则排列的原子组成的纳米级球体。由于它们的优…

作者 2021bo

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注