4月15日消息,韓國首爾國立大學(xué)軟機(jī)器人研究中心制造了一種機(jī)器人,該機(jī)器人使用一對翅膀打開飛行并像真正的瓢蟲一樣快速鎖定。
瓢蟲飛行時,其翅膀會在十分之一秒內(nèi)彈開,比眨眼之間快。一旦展開,這些機(jī)翼將保持張開狀態(tài),從而使它們能夠快速拍打,而不會折疊或屈曲。這些特性使五顏六色的小甲蟲成為飛行機(jī)器人靈感的重要來源。
他的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)翼在飛行過程中堅(jiān)固,但一旦機(jī)器人降落,便可以像折紙一樣折疊起來。這些輕巧緊湊的機(jī)翼可以使未來版本的機(jī)器人成為搜索,救援或偵察任務(wù)的理想之選。
瓢蟲并不是不使用時唯一能使后翅緊緊折疊的昆蟲?!暗桥c瓢蟲的翅膀不同,它們的打開速度并不快,”昆蟲迅速起飛的關(guān)鍵是其翅膀上的特殊靜脈具有略微彎曲的形狀,可以使它們在彎曲時存儲彈性能量,然后在翅膀彈出時釋放它。彎曲的靜脈還可以使機(jī)翼在飛行中保持僵硬和穩(wěn)定,這類似于卷尺在伸展時保持筆直。
他和他的同事們用人造塑料靜脈建造了13英寸的織物機(jī)翼,并將它們附著在以前設(shè)計(jì)用來跳躍或爬行的機(jī)器人昆蟲上。靜脈可以在116毫秒內(nèi)展開,并且可以承受自身重量的150倍而不會彎曲。
Cho說:“由于彎曲的形狀,它在展開時自然會鎖定,因此它可以承受非常重的重量?!?“如果只是一個平坦的表面,它會立即彎曲,但是因?yàn)樗哂羞@種彎曲的形狀,所以堅(jiān)固得多?!?/p>
研究人員通過指示其中一個遙控機(jī)器人從屋頂跳下,鞭打其翅膀在半空中張開并滑向地面來對其進(jìn)行測試。他們把另一個機(jī)器人扔到建筑物的二樓?;降孛婧?,該機(jī)器人重新展開翅膀并沿著地面爬行。該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),該設(shè)計(jì)可以適應(yīng)制造具有拍打翅膀的機(jī)器人。
這種折紙風(fēng)格的設(shè)計(jì)并非首創(chuàng)。其他研究人員已經(jīng)用展開的部件建造了類似的設(shè)備,包括航天器的太陽能電池板。然而,這些先前的設(shè)備使用不能很快打開的剛性板。通過創(chuàng)建在打開時彎曲并在折疊時變平的機(jī)翼框架,Cho和他的團(tuán)隊(duì)脫離了這種模具。
他說:“我認(rèn)為我們是第一個真正可以儲存能量,然后真正快速地自行打開而無需額外組件的公司。” “結(jié)構(gòu)本身被用作彈簧?!?/p>
這意味著,瓢蟲啟發(fā)的機(jī)翼可以整齊地折疊起來,使機(jī)器人更便攜,更便于人或無人機(jī)攜帶。一旦部署完畢,這些機(jī)器人的噪音也將比傳統(tǒng)無人機(jī)少。
在世界各地,研究人員正在建造一個由生物啟發(fā)的機(jī)器人,它們像蝙蝠,昆蟲或鳥類一樣飛行。
東北大學(xué)的機(jī)器人專家Alireza Ramezani說:“應(yīng)用程序不是很新,但是他們試圖將折紙?jiān)O(shè)計(jì)集成到這種受生物啟發(fā)的機(jī)器人中的方式很有趣?!?t “從某種意義上說,這是有希望的,它將有望使我們創(chuàng)建出生物啟發(fā)的,更簡單,更輕便,反應(yīng)更靈敏的機(jī)器人?!?/p>
但是,折紙機(jī)器人也有一些缺點(diǎn),他說。它們只能折疊成有限數(shù)量的形狀,這限制了機(jī)器人可以執(zhí)行的運(yùn)動。
喬說,瓢蟲機(jī)器人的一個特殊優(yōu)勢是它可以通過折疊翅膀而將其折起,從而使機(jī)器人不在空中也能跳躍或爬行。他計(jì)劃升級由人工智能控制的下一代機(jī)器人,以便他們可以更自主地導(dǎo)航。
近幾年來,折紙藝術(shù)的發(fā)展受到了科學(xué)家們的關(guān)注,并激發(fā)出了科學(xué)家們一些新的靈感:研究輕便型的可折疊機(jī)器人。不過這種機(jī)器人需要大功率的電池來維持其運(yùn)作,但是科學(xué)家們一直找不到合適的電池,所以研發(fā)進(jìn)度一再受阻。
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