在幾年前的智能機器人與系統(tǒng)國際會議上(IROS),哈佛研究生MichaelTolley向我們介紹了一款依靠爆炸力進行彈跳的機器人。這款粉紅色的柔軟機器人有三條可以左右搖擺并負責定位的腿,不過這家伙的長相實在是太對不起觀眾了。現(xiàn)在,Tolley在加州大學圣地亞哥分校已經(jīng)有了自己的機器人實驗室,該實驗室的主要工作就是找到有效的制造軟體機器人的方法。在最新的論文中(下周發(fā)表在ICRA),Tolley展示了可以行走的四足軟體機器人。
軟體機器人(搭載有致動器)潛力巨大,它們廉價、靈活,且易于配置。不過以現(xiàn)在的技術水平來看,軟體機器人可不好造,因為你必須手工完成一系列復雜的操作。
DylanDrotman與Tolley實驗室的學生一起完成了軟體機器人的腿部設計,利用3D打印機,你可以一次性完成腿部的打印。事實上,你甚至可以輕易的將整個四足機器人打印出來。
當然,也不是所有3D打印機都能滿足要求,你需要一臺能打印軟硬混合材料的機器。只有這樣,最終的產(chǎn)品才能擁有可調節(jié)的柔韌性。在這里,研究人員用到了Stratasys公司的Objet350Connex3打印機,不過這臺設備可不是一般人能買得起的。
軟體機器人的每條腿都由3條可伸縮的充氣橡皮管制造而成,充氣橡皮管與地面接觸的區(qū)域呈三角形。在操作時,只需對一條腿上的兩個橡皮管充氣,這條腿就會朝沒充氣的那根管子方向彎折,這樣你就有了四條兩軸可控的柔軟腿部。
這四條腿呈X造型連接在一起,通過充氣或漏氣,軟體機器人就能走起路來(與爬行可完全不同)。軟體機器人可以抬起腿,移動它并完成前進動作。借助其柔軟的特性,研究人員可以成功完成不同步態(tài)的測試,并對機器人在不同路況下(巖石、砂紙或洞穴)的動作進行優(yōu)化。
同時,這款軟軟的小家伙還能背著0.62千克的負荷成功站立起來,如果它一開始就處在站立狀態(tài),還能扛更重的擔子。載荷對軟體機器人相當重要,它不但可以背上傳感器等有用的小設備,還能通過一些改裝來實現(xiàn)新的功能。眼下,市場上的氣動機器人幾乎都要背上多個致動器,同時維持其運動的壓縮空氣、電池和電子設備也不能少。
當然,解決這些挑戰(zhàn)并非該研究的主要目的,不過筆者想知道,如果要將這款機器人推向市場,研究人員還需要做出哪些努力。關于軟體機器人的用途則很容易猜測,研究人員是想造出一臺完美的四足動物,它們能在人類不能進入的環(huán)境完成監(jiān)測并讀取相關傳感器數(shù)據(jù)。
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