新型軟體機器人具有強悍的游泳能力

來自新加坡科技設計大學的研究人員將兩種不同的方法結合起來,創建了一個綜合工作流程,以開發用於設計和製造定製軟體機器人的新型自動化流程。該團隊開發的方法可以應用於其他類型的軟體機器人,實現了以一種簡單易行的方式定製機械性能。

軟體機器人是全世界研究的一個主要領域,因為軟體機器人特別擅長在有人類的環境中工作,而且更加靈活。

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軟體機器人的靈感來自於生物體的靈活形態,在傳感、運動、物體抓取和操縱等方面有廣泛的應用。通常情況下,軟體機器人是使用手工鑄造技術製造的,這限制了研究人員可以實現的複雜性和幾何形狀。對於新的機器人,該團隊使用3D打印或增材製造,在一個支持性矩陣中擠出各種材料油墨。

該工藝特別適合於製造由多種材料或複合材料製成的軟體機器人。該團隊使用拓撲優化來確保他們的軟體機器人的最佳設計,使用數學模型在一組特定的約束條件下設計定製的結構。將這兩個步驟優化成一個單一的框架,使作者能夠開發出一個集成的工作流程,用於創建定製的軟體機器人,同時最大限度地減少潛在的錯誤。

在他們的研究中,該團隊創建出了一個會游泳的自主機器人,其靈感來自於雙足動物,工作流程從定義機器人的鰭的幾何形狀開始,然後利用拓撲優化在規定的材料和運動約束下生成具有所需屬性的設計結構。設計被轉化為由定製的3D打印機讀取的代碼,用於製造機器人。

這些軟體機器人被設計為在海洋環境中生存,該方法的重點是調整鰭的組成,以評估這些變化如何影響機器人的游泳性能。研究人員在優化后發現,優化后的複合鰭比採用傳統鑄造的軟鰭的同類產品快50%。它也比採用硬鰭的機器人略快。

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