美研制可抗击打外形奇特机器蠕虫
当你想起一种在未被发现的情况下爬进任何空间的高科技超级间谍时,脑海中浮现出来的第一印象不太可能是蚯蚓吧?但美国波士顿市麻省理工学院的研究人员宣称,事实上,蚯蚓可能是帮助他们解决许多机器人问题的钥匙。
蚯蚓通过交替推挤和拉伸全身肌肉在地上爬行,用波浪状的收缩运动向前移动。蜗牛和海参也用这种称作“蠕动”的机制四处走动。我们人类的胃肠道也有类似运动,通过推挤食道沿线的肌肉,把食物推到胃中。
这种蠕虫机器人原型可在表面移动,借助伸展和收缩身体,适合穿过微小空间。
现在,美国麻省理工学院、哈佛大学和韩国首尔国立大学研究人员设计出一种模仿蠕动机制的机器人。它靠蠕动移动,通过收缩身体体节,在各种表面上爬行,看起来更像一条蚯蚓。这种几乎全用软材料制造的机器人有很强的弹力。即使被踩到或用铁锤重击,它也不会受伤,仍会继续向前缓慢移动。
麻省理工学院机械工程系助理教授桑巴伊-吉姆表示,这样一种软体机器人有多种用途,例如通过崎岖地形或钻进稠密空间等。由于组成它身体的弹性管子是网眼状,于是科学家给它取名“网眼蠕虫”机器人。
这种机器人蠕虫甚至能承受铁锤的重击,然后在没有受伤的情况下继续向前爬行
研究人员用由镍和钛制成的金属线制造“人造肌肉”。镍钛是一种借助热度可自由收缩的形状记忆合金。他们把这种金属线缠在管子周围,制造出网眼蠕虫身体的体节,它们看上去更像是一条蚯蚓的体节。然后,这些研究人员用一股小电流给金属线体节充电,推挤网眼管子,推动机器人向前移动。最近,这个科学小组在《美国电气与电子工程师协会和美国机械工程师协会机械电子学汇报》杂志上发表了有关这项设计的详细内容。
在过去数十年内,许多机器人专家寻找方法设计软机器人系统。这种构件不易碎的小型软体机器人有望被用于探索难以接触的空间和穿越崎岖不平的地形等多个领域。柔软外部还能使它们在人机互动中确保安全。
研究人员已公布了这种机器人蠕虫在各种表面上运动的视频。
软机器人的一个重大挑战是设计为这类机器人提供动力的软制动器。一种解决方案是将压缩空气泵入机器人体内,使其运动。但吉姆指出,空气制动机器人需要体积很多大的泵。他说“把微型空气压缩机和小型自治机器人结合在一起是个挑战。”
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