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蟑螂機器人開辟的新環(huán)境_水上水下漫步

JsPm_robot_1hjq ? 2018-07-08 09:56 ? 次閱讀
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在自然界中,蟑螂可以在水下存活長達(dá)30分鐘?,F(xiàn)在,蟑螂機器人可以做得更好。哈佛大學(xué)的Ambulatory Microrobot,被稱為HAMR,可以在陸地上行走,在水面上游泳,并在必要時可以在水下行走,為這個小機器人的探索開辟了新的環(huán)境。

下一代蟑螂機器人HAMR使用多功能腳墊,當(dāng)HAMR需要游泳時,它可以依靠表面張力和表面張力引起的浮力浮在水面,但是當(dāng)HAMR需要下沉?xí)r也可以施加電壓來破壞水面。這個過程稱為電潤濕,是在施加的電壓下材料與水表面之間的接觸角的減小。接觸角的這種變化使物體更容易破壞水面。

在水面上移動允許微型機器人躲避浸沒的障礙物并減少阻力。使用四對不對稱襟翼和定制設(shè)計的游泳步態(tài),HAMR機載槳在水面上游泳。利用機器人的被動襟翼和周圍水之間的不穩(wěn)定相互作用,機器人產(chǎn)生類似于潛水甲蟲的游泳步態(tài)。 這允許機器人有效地向前游泳和轉(zhuǎn)彎。

“這項研究表明,微型機器人可以利用微觀物理在這種情況下表面張力,來執(zhí)行對大型機器人具有挑戰(zhàn)性的功能和能力,”哈佛大學(xué)John A. Paulson工程與應(yīng)用學(xué)院(SEAS)博士后研究員,該論文的第一作者Kevin Chen說。

最新研究成果發(fā)表在《自然通信(Nature Communications)》雜志上。

SEAS的研究生、論文的共同作者Neel Doshi表示,“HAMR的尺寸是其表現(xiàn)的關(guān)鍵。如果它更大,那么通過表面張力來支撐機器人將是極大的挑戰(zhàn),但如果它小得多,機器人可能無法產(chǎn)生足夠的力來打破水面?!?/p>

HAMR重1.65克(大約和一個大的回形針一樣多),可以攜帶1.44克的額外有效載荷而不會下沉,并且可以以高達(dá)10赫茲的頻率劃動它的腿。它被聚對二甲苯包裹,以免在水下短路。

一旦低于水面,HAMR使用相同的步態(tài),就像在干地上行走一樣,并且同樣具有移動性。為了能重新回到陸地上,HAMR面臨著巨大的挑戰(zhàn)。水平面張力是機器人重量的兩倍,向下推動機器人,此外,誘發(fā)的扭矩會導(dǎo)致機器人后腿摩擦力的急劇增加。研究人員加強了機器人的傳動,并在機器人的前腿上安裝了軟墊,以增加有效載荷,并在攀爬過程中重新分配摩擦力。最后,沿著適度的斜

資深作者、SEAS 工程與應(yīng)用科學(xué)Charles River教授、哈佛大學(xué)Wyss生物啟發(fā)工程研究所核心教員Robert Wood表示,“這個機器人很好地展示了小型機器人遇到的一些挑戰(zhàn)和機遇。收縮帶來了增加流動性的機會,比如在水面上行走,但也面臨挑戰(zhàn),因為我們認(rèn)為在更大的尺度上的力量可以在昆蟲大小的機器人領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位?!?/p>

未來,研究人員希望進(jìn)一步改善HAMR的運動,并找到一種無需坡道就能返回陸地的方法,可能采用壁虎式粘合劑或脈沖跳躍機制。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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原文標(biāo)題:下一代蟑螂機器人:可以探索水下環(huán)境

文章出處:【微信號:robot-1hjqr,微信公眾號:1號機器人網(wǎng)】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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