可充氣機器人能變形 運動方向不受限制

軟體機器人領域的研究人員希望帶來新一代的機器，這種機器對人類而言更加安全，他們希望通過柔軟的充氣組件來實現(xiàn)這一目標。斯坦福大學和加州大學圣塔芭芭拉分校（UCSB）的科學家提出了一種特別有趣的解決方案，展示了一種可充氣機器人。該機器人可以變形，抓握物體并在不受限制的方向上滾動。

斯坦福大學機械工程專業(yè)的研究生內(nèi)森·烏瑟維奇（Nathan Usevitch）表示：“大多數(shù)軟體機器人的一個顯著局限性在于，必須將它們固定在笨重的空氣壓縮機上或插入墻壁，以防止它們移動。所以，我們想知道：如果我們一直保持相同數(shù)量的空氣在機器人中怎么辦？”

該團隊的軟體機器人的基礎是單個充氣管。一臺機器將管子的兩端捏在一起，而另外兩臺機器將管子上下移動，移動其位置以創(chuàng)建另外兩個角并產(chǎn)生各種形式的三角形。研究人員稱其為“等距機器人”，是指盡管內(nèi)部空氣量和總長度保持完全相同，但它仍具有顯著著改變形狀的能力。

UCSB機械工程助理教授兼共同作者艾略特·霍克斯（Elliot Hawkes）表示：“我們開發(fā)的主要理解是，使用大型、柔軟的氣動機器人進行運動，實際上并不需要抽入和抽出空氣。您可以使用已經(jīng)擁有的空氣，并通過這些簡單的電動機將其移動；這種方法效率更高，可以讓我們的機器人更快地移動?！?/p>

“我們的想法是，您可以通過使用沿管子驅(qū)動的簡單電動機來改變軟體機器人的形狀，而不是使用通常使用的緩慢、效率低下的泵，”霍克斯補充道。

可以將多個等速機器人彼此連接起來，以形成功能更強大的機器，并通過三自由度關(guān)節(jié)進行連接，從而創(chuàng)建類似桁架的結(jié)構(gòu)。然后可以以允許它們撿起球或通過移動重心沿所需方向滾動的方式操縱其中的三個。該團隊認為這些功能在災難情況下可能會有用，在這種情況下，機器人可以穿越狹窄的空間進入倒塌的建筑物，然后重新配置為一種支撐結(jié)構(gòu)。它柔軟堅固的特性還可以使其在家庭或工作場所中找到用途，與傳統(tǒng)的堅固機器人相比，具有明顯的安全優(yōu)勢。團隊特別興奮的一種可能性是外層空間。

該論文的共同主要作者扎卡里·哈蒙德（Zachary Hammond）說：“該機器人對于太空探索可能真的很有用，特別是因為它可以裝在一個小包裝中，然后在充氣后不受約束地運行。在另一個星球上，它可以利用其變形能力來穿越復雜的環(huán)境，擠過狹窄的空間并散布在障礙物上?！?/p>

該小組正在繼續(xù)完善其等距機器人，嘗試不同的形狀，甚至可能會看它是否會游泳。該論文的合著者Allison Okamura說：“這項研究突出了思考如何以新方式設計和建造機器人的力量。隨著這種系統(tǒng)的發(fā)展，機器人設計的創(chuàng)造力正在不斷擴大，這是我們在機器人領域真正希望鼓勵的?！?/p>

這項研究發(fā)表在《科學機器人》雜志上。