(資料圖)
仿生機器人，模擬特定生物系統(tǒng)的外觀，運動和/或功能的機器人系統(tǒng)，可以幫助更有效，更可靠地解決現(xiàn)實世界的問題。在過去的二十年里，機器人專家引入了越來越多的機器人，其中一些從果蠅、蠕蟲和其他小生物體中汲取靈感。
中國石油大學(華東)的研究人員最近開發(fā)了一種以蠕蟲為靈感的機器人，其身體結(jié)構(gòu)基于東方折紙藝術(shù)。這個機器人系統(tǒng)在Bioinspiration&Biomimetics中介紹，基于響應(yīng)磁力的致動器，壓縮和彎曲其身體以復制蠕蟲的運動。
“軟機器人是一個很有前途的領(lǐng)域，我們的研究小組一直在關(guān)注，”開發(fā)機器人的研究人員之一劉健林告訴Tech Xplore。“在回顧該領(lǐng)域現(xiàn)有的研究文獻時，我們發(fā)現(xiàn)仿生機器人，如蠕蟲啟發(fā)的機器人，是一個值得探索的話題。因此，我們著手根據(jù)現(xiàn)有文獻制造一種類似蠕蟲的折紙機器人。在設(shè)計和審查了幾種不同的結(jié)構(gòu)后，我們選擇專注于機器人的特定編織圖案。
由劉和他的同事創(chuàng)造的蠕蟲啟發(fā)的機器人由一個基于折紙的骨干，體內(nèi)的24個磁性片和身體外部的兩個釹鐵硼磁鐵組成。機器人的骨干是按照紙編織折紙圖案創(chuàng)建的。
當暴露在磁力下時，機器人的身體會變形和壓縮，導致運動模式類似于蚯蚓和其他爬行的蠕蟲狀生物。由于它主要基于紙張和磁鐵，因此該系統(tǒng)成本低，易于制造且重量非常輕。
“本文提出的折紙結(jié)構(gòu)再現(xiàn)了蠕蟲和其他類似蠕蟲的生物的外觀和結(jié)構(gòu)，”劉解釋說。“近年來推出的幾種機器人基于磁致動，這些機器人對于不同的應(yīng)用很有價值，例如清潔管道和其他受限環(huán)境。我們的工作可以極大地豐富折紙機器人領(lǐng)域，并激發(fā)新的先進設(shè)備的發(fā)展。
在最初的模擬中，研究人員使用他們的機器人產(chǎn)生三種不同類型的運動，他們稱之為尺蠖，歐米茄和混合運動。這些不同的運動方式可以讓更高級的機器人有效地處理不同類型的任務(wù)，例如避開障礙物、攀爬墻壁、在管道內(nèi)爬行或運送小包裹。
未來，劉和他的同事們計劃進一步改進他們的機器人設(shè)計，并創(chuàng)造更先進的仿生機器人系統(tǒng)。此外，他們希望他們的工作能夠激勵其他研究團隊創(chuàng)造類似的蠕蟲啟發(fā)機器人，以幫助更有效地解決廣泛的現(xiàn)實世界問題。
“基于仿生蠕蟲的折紙機器人的開發(fā)是一個很有前途的研究課題，我計劃在未來的工作中進一步探索它，”劉補充說。“例如，我想設(shè)計更多的折紙原型機器人，其功能特別受到蚯蚓或其他蠕蟲的啟發(fā)，這對于特定應(yīng)用可能是有價值的。最后，關(guān)注其他驅(qū)動方法也可能豐富我們的研究。
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