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形状变形关节允许这些小型机器人抵御障碍物

时间:2019-06-22 00:36来源:未知 作者:admin 点击:
走。跳。游泳。大自然的生命可以使用相同的身体部位来做各种各样的事情 - 比如散步,跳跃和游泳。机器人?想一想。您通常会看到他们使用机械设计和刚性连接执行有限的任务。 由

  走。跳。游泳。大自然的生命可以使用相同的身体部位来做各种各样的事情 - 比如散步,跳跃和游泳。机器人?想一想。您通常会看到他们使用机械设计和刚性连接执行有限的任务。

  由于那些正在研究软和自适应机器人的机器人技术,这种差异正在缩小。如果机器人是可重新配置的,那么它可以使用相同的硬件来实现各种功能。

  在科罗拉多州立大学,他们正在推出一种新型的小型可重构机器人,该机器人正在变形。它的塑料结构可以变软 - 然后可以重新硬化 - 改变关节配置和运动。

  自适应机器人实验室是研究人员选择将运动限制放在一边的地方。该实验室的重点是构建小型自适应机器人,可以重新配置其形状,结构或功能,以便完成各种任务。机器人可以在陆地,空中和水下等环境中运行。切换不同的腿部位置,机器人设计为越过障碍物,或在障碍物下降低自己。

  “具有使用形状变形接头的可重构机构的自适应步行机器人”描述了他们的工作。作者是Jiefeng Sun和Jianguo Zhao。两者均来自科罗拉多州立大学机械工程系。他们的论文发表在IEEE机器人和自动化快报上。

  他们使用可变材料制作变形关节。该结构利用塑料和IEEE Spectrum的 Evan Ackerman 说,接头大多是3D打印的。

  形状变形关节是一个容易抓住好奇心的概念。正如他们的名字所暗示的那样,关节对于柔顺关节可以是柔软的,或者对于结构可以是刚性的。

  并且,它变得有趣:“如果机械机构有几个SMJ,我们可以通过战略性地软化和固化合适的SMJ来改变其功能,而不会在制造后改变底层机械设计,”两人在视频笔记中写道。

  他们展示了他们的概念如何以腿部机制的形式出现,这种机制可以产生不同的足部轨迹。通过选择SMJ的位置并变形其链接的形状,可以实现这一点。

  “制造的机制显示三个示例轨迹之间的平滑过渡,”他们说。“通过这些轨迹,我们在步行机器人中实现了机制,以展示不同的功能。”

  在视频中,您会看到一个坚硬的塑料物体,当施加电力时会变成柔软的关节。它们再次通电,并且物体恢复到原来的刚度。

  从更大的角度来看,可以说视频中的步行机器人进一步展示了自适应机器人的未来潜力,这些机器人可以改变尺寸,形状或功能,以在不同的环境中完成多项任务,并且实际上可以在不同的介质中传播。例如,根据IEEE Spectrum的说法,该团队设想两栖机器人可以根据行走或游泳的需要变形前肢。

  下载描述了当施加电压时加热的电线如何缠绕在接头周围。在大约10秒钟内,它们变软了。该实验室网站表示,他们正在研究软机器人的新驱动方法:扭曲和盘绕致动器(TCAs)。

  虽然“适应”和“变形”这个词描述了他们的焦点,但“新兴技术的新闻”中的“ 麻省理工学院技术评论下载”却被另一个词“融化”所吸引。它的帖子告诉读者,他们正在寻找能够融化和重新形成腿部的机器人,以便改变它的行走方式。为了成功地驾驭障碍,这就是它所做的 - 融化并重新巩固其结构。

  为什么这很重要:“有一天,类似的东西可能对需要适应不同或任务的机器人有用,例如环境监测,”The Download说。还有更多可能的用途。在与IEEE Spectrum的交流中,赵说这些机器人可以用于军事监视,以及灾区的搜救。

  展望未来,赵说,该团队希望完成具有多模式运动能力的机器人,如游泳,步行或飞行。

  同样重要的是,他们打算尝试提高技术的性能 - 例如,减少变形过程所需的时间。最终目标是在动态环境中进行实时形状变形或重新配置。

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