用軟材料制成的微型四足機器人，或能用于檢查狹小空間搜救

4月27日消息，土耳其畢爾肯大學的研究人員發(fā)明了一款微型四足機器人——SQuad。與現(xiàn)有微型機器人不同的是，SQuad用軟材料制成，行動更加靈活，可以攀越其身高2.44倍的障礙，也能繞開障礙物。未來，SQuad或能用于檢查狹小空間、在廢墟中搜救等。

一、集合微型、軟體機器人優(yōu)點，運動性能更好

土耳其畢爾肯大學奧努爾·奧茲坎（Onur Ozcan）介紹：“我們研究微型機器人已有將近10年時間，微型機器人有許多優(yōu)點，比如所需材料較少、成本低廉、能夠進入狹窄空間等?！钡?，現(xiàn)有微型機器人的缺點也比較突出。“他們的主要缺點之一是缺乏運動能力，特別是在不平坦地形上?！彼f。微型機器人的高度有限，運動時無法攀爬或避開障礙物，因此很容易在運動過程中被卡住。

相比于微型機器人，軟體機器人的運動性能更好。大多數(shù)軟體機器人都是用氣動執(zhí)行器制造的。研究人員介紹：“這些氣動執(zhí)行器可以和軟材料實現(xiàn)非常好的集成效果，但是它們需要一個壓縮氣源，這往往會使機器人變得笨重、或不允許無繩運動?！?/p>

研究團隊試圖將兩種機器人的優(yōu)點加以結合，制作出綜合性能更好的機器人。

首先，奧茲坎及其同事選用聚二甲基硅氧烷（PDMS）等軟材料來增加微型機器人的“身體順應性（body compliance）”，使其運動能力變強。奧茲坎說：“通過使我們的微型機器人變得柔軟，它們能夠利用自己的身體順應性越過障礙，就像昆蟲、老鼠等生物系統(tǒng)那樣?！?/p>

同時，微型機器人搭載常規(guī)執(zhí)行器來實現(xiàn)小型化和無繩移動。經過嘗試，研究人員制成了微型四足機器人SQuad。該機器人有手掌大小，裝配了集成直流電動機的柔性C型腿，可以自由旋轉。

二、能爬過身高2.44倍障礙物，或可用于檢查、救援

研究人員通過一系列試驗評估了SQuad的性能，并將其與一個剛性材料制成的機器人進行比較。結果顯示，SQuad的運動性能更好。SQuad能夠爬過比其身高還高1.44倍的障礙物，但剛性機器人只能爬過其身高0.88倍的障礙物。研究人員認為，這是因為兩款機器人身體順應性的差異。

在未來，SQuad可以在陸地上完成各種簡單的任務。由于具備高度靈活性、身體順應性和增強的穿越障礙能力，SQuad可以爬過狹小的開口及在非結構化或不平坦的地形上運動。

奧茲坎也對SQuad的應用表現(xiàn)出信心，他說：“我們認為，通過在機器人背上加一個小型攝像機，我們可以將這種機器人用于檢查目的；通過集成一個攝像機和麥克風，就可以將其用于在倒塌的建筑物下尋找幸存者?！?/p>

土耳其畢爾肯大學研究人員推出的微型四足機器人集合了傳統(tǒng)微型、軟體機器人的優(yōu)點，能夠爬越身高2.44倍高的障礙物，未來或可應用于檢查、救援等場景。此外，為了使SQuad能夠應用于更多場景，研究人員還在繼續(xù)更新設計，鉆研能提升機器人步態(tài)和動作的技術及性能更好的新型聚合物。

奧茲坎還表示研究團隊正在增加一個身體收縮機制，“（它能）使我們的機器人在通過比其橫截面面積小的開口時，短暫地收縮身體，就像老鼠的行為那樣。我們還在研究機器人的動力學模型，以便更好地理解微型機器人、軟體機器人的運動?！?/p>

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