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设计独特的蠕虫机器人

  北京时间11月30日消息,美国哈佛大学的科学家们制造了一种新型柔韧机器人,它的身子非常柔软,可以像蠕虫一样依靠蠕动在非常狭窄的空间里活动。

  这是越来越热门的一个研究领域:软体机器人领域的一项最新进展。科学家们正在不断从自然界汲取灵感,创造出远比那些传统的金属制同类更加灵活和多功能的机器人产品。这个哈佛大学科研小组由化学家乔治·怀特塞兹(George M. Whitesides)率领,他们从鱿鱼,海星和其它没有坚硬骨骼的动物身上获得启发,研制了一种小型的,有四条腿的橡皮机器人。

  最近几年,科学家们一直在尝试和一些黏糊糊的,有时候甚至看上去模样古怪的机器人设计概念打交道,他们希望能制造出一种新型机器人,它们将能够钻进那些依靠人力或传统机器人难以企及的地方展开工作,如地震灾区救援或者战场侦察等等。在一份邮件采访中,美国麻省理工学院的机器人专家马修·沃尔特(Matthew Walter)说:“这种软体机器人的柔韧性让它们能够得以进入传统机器人无法抵达的狭小空间。”

  今年早些时候,一个来自塔夫茨大学的小组展示了由他们开发的一种体长仅10厘米的蠕虫机器人,它采用硅氧橡胶制成,可以爬进一个小球并在里面推动小球向前滚动。

  而此次哈佛大学的此项研究是在美国国防部的研究资助项目下进行的,有关进展本周一在《美国国家科学院院报》上作了发表。这个软体机器人体长约12.7厘米,制造的过程花费了两个月。其四肢可以各自独立操控,通过人工或计算机自动控制将压缩空气输入其肢体内进行相应驱动。这让这种新型机器人具备了无法比拟的灵活性,可以自由地在地面爬行或者滑行。

  研究人员对它进行了柔韧性测试:他们将一块玻璃板置于距离地面不到1.9里面的高度,并让这个小机器人尝试爬进底下。结果科学家们成功地控制这个机器人15次来回穿过了这个极其狭小的缝隙。并且在大多数情况下,它穿过整个玻璃板底部所花费的时间还不到1分钟。

  研究人员计划进一步对其速度性能进行改进,不过他们对它没有因为不断发生的热胀冷缩而损坏感到欣慰。哈佛大学的博士后罗伯特·谢普赫德(Robert Shepherd)说:“它足够坚强。”他指出这种机器人可以适应各种表面材料并在上面正常运行,包括毛毡,沙砾,泥浆,甚至果冻。不过它也有缺陷:目前机器人必须依靠一条外接电源线供电,科学家们希望找到一种方法能够实现电源内置,如此方能让它投入实际应用之中。

  塔夫茨大学的神经生物学家巴里·特里莫(Barry Trimmer)是该大学蠕虫机器人项目团队成员,他说:“在软体机器人领域还有很多挑战需要面对,对于这些问题的解决没有捷径可走。”

  机器人专家卡莫·马吉迪(Carmel Majidi)在卡内基·梅隆大学领导软体机械实验室,他认为尽管这一成果是基于之前的研究基础,但是仍然极具创新。他说:“这是一种简单的概念,但是看起来他们似乎很好的模拟了自然界的生物运动模式。”

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channelId 1 1 美研制新型柔韧机器人:身体柔软可似蠕虫爬行 1 美国哈佛大学的科学家们制造了一种新型柔韧机器人,它的身子非常柔软,可以像蠕虫一样依靠蠕动在非常狭窄的空间里活动