研究人员创造了自我重新配置的多腿机器人群

一组美国研究人员开发了一群可重组的低成本四足机器人,它们的腿和尾巴在方向上都很灵活,可以根据需要自动连接。

Ozkan Aydin&Goldman通过一系列实验表明,一群可链式腿机器人能够在挑战性环境中移动,并完成单个机器人无法完成的复杂任务。图片来源:圣母大学。

Ozkan-Aydin & Goldman通过一系列实验表明,一群链腿机器人能够在具有挑战性的环境中移动,并完成单个机器人无法完成的复杂任务。图片来源:圣母大学。

“有腿机器人可以在崎岖的地形和狭窄的空间等具有挑战性的环境中航行,四肢的使用提供了有效的身体支持,使快速机动和方便越过障碍。”美国圣母大学(University of Notre Dame)电气工程系和乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)物理学院的机器人工程师Yasemin Ozkan-Aydin博士说。

“然而,腿部机器人在陆地环境中面临着独特的移动挑战,这会降低其运动性能。”

在这项研究中,Ozkan Aydin博士和她的同事、佐治亚理工学院的Daniel Goldman教授假设,单个机器人之间的物理连接可以增强陆地腿集体系统的机动性。

单个机器人执行简单或小的任务,如在光滑表面上移动或携带轻物体,但如果任务超出单个单元的能力,则这些机器人彼此物理连接,形成一个更大的多足系统,并共同克服问题。

Ozkan Aydin博士说:“当蚂蚁收集或运输物体时,如果遇到障碍物,这个群体就会集体努力克服障碍。”。

“例如,如果道路上有一个缺口,它们会形成一座桥,这样其他蚂蚁就可以通过——这就是这项研究的灵感所在。”

“通过机器人技术,我们能够更好地了解这些生物系统的动力学和集体行为,并探索未来我们可能如何使用这种技术。”

利用3D打印机,科学家们制造了长15 - 20厘米(6-8英寸)的四条腿机器人。

每个机器人都配备了锂聚合物电池、微控制器和三个传感器:前面有一个光传感器,前面和后面有两个磁性触摸传感器,使机器人能够相互连接。

四条灵活的腿减少了对额外传感器和部件的需求,并赋予机器人一定程度的机械智能,这有助于在粗糙或不平的地形上进行交互。

Ozkan Aydin博士说:“你不需要额外的传感器来检测障碍物,因为腿部的灵活性有助于机器人越过障碍物。”。

“它们可以测试路径上的间隙,用身体搭建桥梁;单独移动物体;或者在不同类型的环境中连接到一起移动物体,这与蚂蚁没有什么不同。”

研究人员在草地、地膜、树叶和橡子上测试了他们的机器人。

机器人也经过粗糙地毯测试,矩形木块胶合到刨花板中以用作粗糙的地形。

当一个单独的机器人被卡住时,一个信号被发送给其他的机器人,这些机器人连接在一起,提供支持,在集体工作时成功越过障碍。

“我们的设计仍有待改进,”Ozkan Aydin博士说。

“但我们预计,这些发现将为低成本腿群的设计提供依据,这些腿群可以适应不可预见的情况,并执行现实世界的合作任务,如搜索和救援行动、集体物体运输、空间探索和环境监测。”188足彩分析网

团队的工作发表在杂志上科学机器人

_____

Yasemin Ozkan-Aydin&Daniel I. Goldman。2021.自我重新配置的多龙机器人群体共同完成挑战的地下动力学任务。科学机器人6 (56); doi:10.1126/sciobotics.abf1628

分享这个页面
广告