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Science Robotics:轻便低成本的四足软体机器人

近日,加州大学圣地亚哥分校的工程师们创造了一种轻便、低成本的四足软体机器人,它通过气动回路就能保持系统控制和运动,并且不需要任何电子设备驱动。该项目由加州大学圣地亚哥分校 Michael T.Tolley 教授领导,发布在 Science Robotics封面。

软体机器人之所以受到许多关注,是因为它们可以在人的附近进行安全操作,并且适应环境能力较强。

软体机器人在不断地升级迭代,从只能奔跑升级到拥有充气抓手,从而有能力处理各种物品。充气部件和气压在其中发挥了至关重要的作用,大多数软体机器人由压缩空气提供动力,并由电子设备控制。但是,这种方法需要电路、阀门和泵等位于机器人体外的组件。通常,那些组成机器人大脑和神经系统的组件体积庞大且昂贵。

该项目软体机器人则不同,它的气动电路系统控制由管子和软阀组成,可根据指令或从环境中感应到的信号进行判断,进而行走。机器人由脊柱驱动,计算能力与哺乳动物的反射相似。研究团队的灵感来自动物体内发现的神经回路,通过产生节奏来控制步行和跑步等动作。

研究团队在气动阀的振荡器和传感器的基础上,又添加了实现高级功能(如行走)所需的组件。气动阀具有价格便宜、重量轻的优势,并且相对于与机电阀更易于制造,通常用于控制软体机器人。通过适当的设计,这些组件可创建复杂的流体组合,无需任何电子设备即可控制腿式机器人步态的电路。

概括来说,本次研究是低成本机器人技术的突破,这种软体机器人可应用在矿井和核磁共振成像机等电子设备无法使用的领域。研究团队表示,希望在这项研究的基础上,能够改进机器人的步态,让它能在更崎岖的地面也能实现自由行走。

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