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SQuad:可以行走和爬上障碍物的微型机器人
2020年09月10日    阅读量:381    新闻来源:中网信息 ChinaNews360.com  |  投稿

土耳其比尔肯特大学的研究人员最近创建了一个名为SQuad的小型四足机器人,该机器人由柔软的结构材料制成。


SQuad:可以行走和爬上障碍物的微型机器人 中网信息,ChinaNews360.com


这种独特的机器人发表在《IEEE机器人与自动化快报》上的论文中,比现有的微型机器人更加灵活,因此更擅长攀爬或绕开周围环境中的障碍物。


从事这项研究的研究人员之一Onur Ozcan告诉TechXplore:“我们从事微型机器人的研究已有近十年了中国机械网okmao.com。” 


“尽管微型机器人具有许多优点,例如便宜,需要更少的材料以及能够进入狭窄空间的能力,但它们的主要缺点之一是缺乏运动能力,尤其是在崎uneven的地形上。”


微小的机器人在周围环境中移动时容易卡住,因为它们的高度不允许它们爬升或避开障碍物。奥兹坎(Ozcan)和他的同事们试图通过实施称为“身体顺从性”的原则来克服这一局限性。


奥兹坎说:“我们认为,通过使我们的微型机器人柔软,他们将能够利用身体的顺从性来越过障碍,就像昆虫或老鼠等大多数生物系统一样。”


SQuad 是研究人员开发的手掌大小的四足机器人,主要由柔软的材料制成,例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)。该机器人还具有带集成直流电机的柔软C形腿,可使其旋转。


SQuad攀爬物体。


SQuad:可以行走和爬上障碍物的微型机器人 中网信息,ChinaNews360.com


Ozcan说:“大多数软机器人都是使用气动执行器建造的。” “这些执行器可以很好地工作并与软质材料很好地集成在一起,但是它们需要压缩空气源,这通常会使机器人笨重,有时甚至不允许束缚运动。我们希望设计一种能够将两个世界中最好的东西结合在一起的机器人;这种柔软的材料可以制造出合格的机器人,但也需要使用常规的执行器,例如直流电动机,这些驱动器可以轻松实现小型化和不受约束的运动。”


研究人员通过一系列实验对他们的机器人进行了评估,将其运动性能与由刚性材料制成的相同机器人的运动性能进行了比较。SQuad在很大程度上超越了其他机器人,有效地克服了障碍。



值得注意的是,由Ozcan和他的同事开发的机器人可以克服比其身高高1.44倍的障碍。另一方面,他们将其与刚性机器人进行比较,只能成功越过障碍物,其高度是其身体高度的0.88倍。


奥兹坎说:“我们观察到的可伸缩障碍物高度的差异是由于SQuad的身体顺应性引起的。” “我们认为,通过这样的改进,我们可以将该机器人用于检查目的(在船上添加一个小型摄像头),或者在倒塌的建筑物下找到幸存者(同样可以集成摄像头和麦克风来检测幸存者)。”


将来,由Ozcan和他的同事开发的机器人可以完成陆地上的各种简单任务。它的高度灵活性,顺应性和增强的爬坡能力也可能使其能够通过小开口爬行并在非结构化或不平坦的地形上移动,例如在建筑物倒塌的地方。


研究人员现在正在计划进行其他几项研究,旨在提高其机器人的性能和运动能力。


首先,他们计划研究可以增强SQuad步态和动作的技术。他们还计划开发和合成具有良好性能的新型聚合物,这些聚合物可用于构建微型机器人。这些新材料可以增强机器人的运动技能,也可以用于创建可直接集成到机器人身体中的软传感器。


奥兹坎说:“我们正在不断更新设计。” “我们正在添加一种身体收缩机制,使我们的机器人能够通过小于其横截面的开口。它将以类似于老鼠行为的方式短暂地收缩并通过小开口。我们还在研究机器人的动态模型,了解运动的微型和软机器人以更好的方式。”


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