靠气体驱动:这款3D打印四足机器人可征服各种地形

2017-05-31 09:51:00 雷锋网 分享
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  在几年前的智能机器人与系统国际会议上(IROS),哈佛研究生 Michael Tolley 向我们介绍了一款依靠爆炸力进行弹跳的机器人。

  这款粉红色的柔软机器人有三条可以左右摇摆并负责定位的腿,不过这家伙的长相实在是太对不起观众了。

  现在,Tolley 在加州大学圣地亚哥分校已经有了自己的机器人实验室,该实验室的主要工作就是找到有效的制造软体机器人的方法。在最新的论文中(下周发表在 ICRA),Tolley 展示了可以行走的四足软体机器人。

  软体机器人(搭载有致动器)潜力巨大,它们廉价、灵活,且易于配置。不过以现在的技术水平来看,软体机器人可不好造,因为你必须手工完成一系列复杂的操作。

  Dylan Drotman 与 Tolley 实验室的学生一起完成了软体机器人的腿部设计,利用 3D 打印机,你可以一次性完成腿部的打印。事实上,你甚至可以轻易的将整个四足机器人打印出来。

  当然,也不是所有 3D 打印机都能满足要求,你需要一台能打印软硬混合材料的机器。只有这样,最终的产品才能拥有可调节的柔韧性。在这里,研究人员用到了 Stratasys 公司的 Objet350 Connex3 打印机,不过这台设备可不是一般人能买得起的。

  软体机器人的每条腿都由 3 条可伸缩的充气橡皮管制造而成,充气橡皮管与地面接触的区域呈三角形。在操作时,只需对一条腿上的两个橡皮管充气,这条腿就会朝没充气的那根管子方向弯折,这样你就有了四条两轴可控的柔软腿部。

  这四条腿呈 X 造型连接在一起,通过充气或漏气,软体机器人就能走起路来(与爬行可完全不同)。软体机器人可以抬起腿,移动它并完成前进动作。

  借助其柔软的特性,研究人员可以成功完成不同步态的测试,并对机器人在不同路况下(岩石、砂纸或洞穴)的动作进行优化。

  同时,这款软软的小家伙还能背着 0.62 千克的负荷成功站立起来,如果它一开始就处在站立状态,还能扛更重的担子。

  载荷对软体机器人相当重要,它不但可以背上传感器等有用的小设备,还能通过一些改装来实现新的功能。眼下,市场上的气动机器人几乎都要背上多个致动器,同时维持其运动的压缩空气、电池和电子设备也不能少。

  当然,解决这些挑战并非该研究的主要目的,不过笔者想知道,如果要将这款机器人推向市场,研究人员还需要做出哪些努力。

  关于软体机器人的用途则很容易猜测,研究人员是想造出一台完美的四足动物,它们能在人类不能进入的环境完成监测并读取相关传感器数据。

责编:张阳