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猎豹与软体机器人

http://www.b2b.hc360.com 中国金属加工网 信息来源:互联网发布时间:2020年08月17日浏览:426

猎豹,又称印度豹,是猫科猎豹属的一种动物,也是猎豹属下唯一的物种。 栖息在温带、热带的草原、沙漠和有稀疏树木的大草原。猎豹为食肉动物,主要食物为各种羚羊,一次只捕杀一只猎物,奔跑速度极快,野外猎豹的寿命一般是15年,主要分布在非洲等地。

作为陆地上以奔跑速度著称的生物,猎豹在奔跑过程中,通过脊柱的弯曲来获得速度和力量。因为受到猎豹这种力量和速度启示,美国北卡罗莱纳州立大学机械与航空工程系的助理教授尹杰团队,最近开发了一种新型的软体机器人——LEAP机器人。

从外观来看,这款LEAP机器人长约7厘米,重约45克。无论是在固体表面,还是在水中,这款机器人都比其他软体机器人移动得更快,它还可以轻松地抓取物体,同时具有足够大的力量举起重物。

尹杰教授表示,“我们受到猎豹的启发,创造了一种具有弹簧动力,双稳态脊柱的软机器人,这意味着该机器人具有两种稳定状态。我们可以通过将空气泵入软硅胶机器人内衬的通道,来实现在两种稳定状态之间的切换。在这两种状态之间切换会释放出更大的能量,从而使机器人可以快速对地面施加力。这使机器人可以在整个表面奔驰,这也意味着机器人的脚会离开地面。”

LEAP软体机器人

尹杰认为,以前的软机器人更像爬行器,它们始终与地面保持接触,但这反而限制了机器人的速度。

一般的软体机器人,速度最快的可以在坚固的表面以每秒0.8倍体长的速度移动。LEAP则能以大约3Hz的低驱动频率达到每秒2.7倍体长的速度移动。LEAP还能够在陡峭的斜坡上前进,这对于向地面施加较小作用力的软机器人来说,几乎不可能实现。

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LEAP实现原理

除了在陆地上运动外,LEAP还具有在水中运动的能力。与过去游泳软机器人每秒0.7倍体长的速度相比,LEAP机器人附有鳍而不是脚,能够以每秒0.78倍体长的速度游泳。同时,LEAP还能协同工作,完成抓取物体的动作。使用多个软体机器人进行协同工作,通过调整机器人的力道,LEAP能提起像鸡蛋一样的物体,以及重达10公斤以上重量的物体。

至于这款机器人的未来应用,尹杰称,潜在的应用包括在速度至关重要的搜索和救援领域,以及工业制造领域里。

“想象一下生产线上的机器人速度变得更快,但仍然能够处理易碎物品的情况。” 尹杰称,“我们也愿意与私营部门合作,可以微调技术,将其纳入公司的运营中。”

软体机器人具备高安全性以及能与人类、恶劣环境进行自适应性,因此它拥有了传统刚性传机器人难以具备的功能。比如,软体机器人在执行抓取作业时因其自身的柔软性而能改变自身形态,对一些易碎品和不规则物体进行抓取时,采取包裹形式抓取,不会损坏物体。

(原标题:受猎豹启发,研究人员开发出速度最快的软体机器人)

(来源:澎湃新闻)            

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