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新研發的鐵殼機器蝸牛可成群結隊執行越野任務

作者:cnBeta

盡管蝸牛行動遲緩、底部黏糊糊的,但它們卻激發了一種新型機器人的靈感,這種機器人可能非常有用。成群的蝸牛機器人既可以獨立行動,也可以聯合起來執行原本不可能完成的任務。

新研發的鐵殼機器蝸牛可成群結隊執行越野任務
新研發的鐵殼機器蝸牛可成群結隊執行越野任務

近年來,我們經常聽到"蜂群機器人技術"。這一概念涉及利用小型機器人,它們既可以單獨工作,也可以作為一組相同機器人的一個方面工作。在後一種情況下,所有機器人都會互相通信,協調行動,以完成工作。這項工作可能需要在災難現場搜尋幸存者,在危險環境中執行偵察任務,甚至探索其他星球的表面。

在某些應用中,機器人之間必須進行實體連接配接。由于空中和水下機器人可以水準和垂直移動,是以當它們連接配接在一起時,能夠形成三維形狀。相比之下,由于陸地(地面)機器人隻能水準移動,它們隻能形成二維形狀,進而限制了它們的潛在用途。此外,迄今為止建立的大多數實驗模型隻能在光滑、平坦的表面上移動。

不過,如果有一種"越野"陸地機器人可以互相攀爬,堆疊成三維立體結構,情況就會不同了。這就是新型蝸牛機器人的由來。

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白玉蝸牛與機器人蝸牛相似之處示意圖 香港中文大學

該裝置由香港中文大學的趙達及其同僚開發,靈感來自白玉陸地蝸牛。就像這種腹足類動物一樣,白玉陸地蝸牛可以一邊移動自己,一邊很好地粘在物體表面,但在需要時又會停下來,利用吸力形成更牢固的粘合。

機器人有一個球形的鐵磁鐵殼,裡面裝有電池、微處理器和其他電子裝置。外殼的底部是一組類似坦克的橡膠履帶,上面嵌入了磁鐵。兩條軌道之間有一個可伸縮的真空吸盤。

新研發的鐵殼機器蝸牛可成群結隊執行越野任務

透明外殼版機器人的底部視圖--吸盤内的微小聚合物柄陣列有助于吸盤附着在粗糙的表面上

當機器人在"自由模式"下移動時,吸盤會被收回,不提供動力。機器人隻需沿着履帶在平整或不平整的地形上移動,利用履帶上的磁鐵爬上其他蝸牛機器人的外殼。

一旦在上面就位,機器蝸牛就會降低吸盤并啟動吸盤,進而切換到"強力模式"。然後,吸盤就會緊緊地吸住另一個機器蝸牛的外殼,将兩個機器蝸牛牢牢地固定在一起。盡管如此,機器蝸牛的外殼仍然可以相對于吸盤旋轉,使其可以在不失去吸力的情況下就地轉動。

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機器蝸牛合作爬過壁架

在迄今為止進行的戶外測試中,成群的蝸牛機器人共同完成了爬上壁架、穿過縫隙、組成單個機械臂等任務。雖然在這些實驗中,蝸牛機器人是被遠端控制的,但人們希望它們的後代有一天也能自主完成這些任務。

您可以在下面的視訊中看到蝸牛機器人的行動。有關這項研究的論文最近發表在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。

如果你對這些機器人看起來并不像真的蝸牛感到失望,不妨看看卡内基梅隆大學去年創造的自愈型機器人蝸牛。

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