一个小蝌蚪只能在水里游,可是当它变成青蛙之后就能具有水陆两栖才能。相同的一个机器人,因为自己身体形状的约束,不可能拿手许多运动。可是机器人能经过变形获取新技能。
但是,传统的形变机器人一向依赖于粗笨的外部设备,如大型电机和传动组织,然后约束了它们的灵活性和多功用性。这与天然界的动物有着显着的不同,动物是经过肌肉来完成驱动,而且具有丰厚的感知和控制才能。
近期,耶鲁大学和科罗拉多州立大学的研讨人员在国际闻名期刊《天然-通讯》上宣布一项立异性的研讨,该研讨完全改动了传统机器人变形的办法。研讨人员成功地将驱动、感知和确定功用直接嵌入到机器人的内部结构,消除了外部硬件的粗笨需求。
这一立异技能的中心在于将轻量级人工肌肉与形状回忆聚合物(SMP)相结合。人工肌肉可以在电流效果下发生缩短,,而SMP则可以在刚性和柔软状况之间切换,以确定机器人的形状。这种办法的共同之处在于,它将所有这些功用完全嵌入到机器人的体内,无需杂乱的机械结构和传动装置。
这项嵌入式变形技能具有广泛的实践使用远景,具有完全革命性的含义。研讨团队现已展现了该技能在各种机器人体系中的多功用性。比如说夹爪,大的夹爪,不能夹住小的形状,小的夹爪不能夹住大的形状。本研讨展现了一个夹爪,可以精确的经过形状的巨细调理自己的骨架的巨细。
自感知的形状改动夹爪可以自习惯不同的抓取使命, 四足机器人能依据地上状况调整身体形状。比如说用匍匐的办法经过一个小的缝隙,然后改动身体形状,站起来,然后可以走的更快,当需求经过一个比较小的桥的时分,就抱着桥爬曩昔。
机器人可以在需求时改动肢体形状以习惯不一样的环境和使命。比如说一个机器人的腿从直的变成曲折的,就可以爬上岸移动,
这项研讨中最令人瞩目的效果之一是创建了一组嵌入式变形模块库,这些库能轻松完成可编程的形状改动,包含歪曲、三维曲折和外表变形。这一库展现了嵌入式办法使机器人可以应对各种应战。
这一突破性研讨的影响将是深远的。嵌入式形状改动不只增强了机器人与周围环境的互动才能,还为查找救援、探究、医疗保健和工业自动化等范畴的使用带来了新的可能性。机器人可以无缝切换不同形状和功用,这为机器人范畴带来了史无前例的多功用性。
...