受蠕蟲啟發的機器人可“感知”軀體位置並靈活移動

軟體機器人的前沿科學家團隊,仍然致力於從動物王國中尋找靈感,比如像蚱蜢和蚯蚓那樣移動。本文要為大家介紹的,則是格拉斯哥大學的一支研究團隊剛剛分享的一種受蠕蟲啟發的機器人。在一些新穎的傳感器技術的加持下,它能夠更好地“感知”軀體位置、進而向前移動。

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研究配圖 – 1:具有無縫嵌入式傳感器的仿生蚯蚓 / 尺蠖概念圖

研究人員指出,得益於靈活的電子設備和簡短的傳感器,這些具有彈性的新型機器人能夠更好地穿過狹窄空間。

此前,我們已經見到過其它一些受蠕蟲和爬蟲啟發的軟體機器人,比如使用人造肌肉在地板上爬行的 Meshworm,以及挖掘地表土壤的農業應用類機器人。

Bioinspired Soft Robots with Intrinsic Strain Sensing(via)

不過來自格拉斯哥大學的工程師們,卻通過模仿所謂的生物體感(proprioception)功能,讓軟體機器人開闢了空間感知的新領域。

研究人員指出,此前這項能力從未在軟體機器人上得到實證,因其需要創造性地將必要的電子設備和傳感器組合到一起。

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研究配圖 – 2:動態應變響應電阻的 0~200% 受控拉伸

據悉,機器人外部皮膚由名為 Ecoflex 的彈性塑料、以及研究團隊開發的新型石墨糊製成,並在身體兩端嵌入了約 4.5 厘米(1.7 英寸)長的微型磁鐵。

石墨糊帶有電阻,且會隨着機器人身體的拉伸而變化。而內置於體內的應變傳感器,又能夠測量這些變化、並檢測其何時達到預設值。

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研究配圖 – 3:蚯蚓軟體機器人的運動模式

在需要前進的時候,軟體機器人能夠收縮身體、以沿着金屬表面向前移動。帶領這項研究的 Ravinder Dahiya 教授稱:

本體感知是許多生物的一項重要特徵,科學家們受其長期啟發,並試圖打造能夠模仿這一能力的工程系統。

我們的仿生機器人,也是朝着打造柔軟、靈活的機器人系統而前進,並期望能夠實現類似自然界的無限運動方向。

展望未來,這類軟體機器人可通過無縫的嵌入拉伸來感知周圍環境,並幫助人在具有挑戰性的環境中實現更有效的導航(比如災后救援)、或研發出更真實的義肢。

有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《先進智能系統》(Advanced Intelligent Systems)期刊上。

原標題為《Bioinspired Inchworm- and Earthworm-like Soft Robots with Intrinsic Strain Sensing》。

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