科学家开发敏捷的新型昆虫机器人 可在极小空间中快速转弯
新的机器人建立在该团队在2019年描述的设计上,该设计由涂有弹性聚合物的聚偏氟乙烯(PVDF)矩形片制成。这个想法是,当施加交流电时,材料会快速弯曲和伸直,转化为向前运动。
事实上,该团队报告说,它的速度出奇地快 机器人可以在平坦的表面上以每秒20个自身长度的速度移动,甚至可以携带小型有效载荷。唯一的问题是,它的机动性不是很强,所以在新版本中,工程师们给它配备了更先进的“腿”。
我们原来的机器人可以移动得非常非常快,但我们无法真正控制机器人是向左还是向右,而且很多时候它会随机移动,因为如果在制造过程中有一点差异 如果机器人不对称 它就会偏向一边, 该研究的资深作者林立伟说。 在这项工作中,主要的创新是增加了这些“脚垫”,使它能够进行非常快速的转弯。
该机器人“腿”的工作原理是静电粘附。在这种情况下,当对一条“腿”施加电压时,它将粘在地板上,使机器人朝那个方向急剧转动。研究人员通过让机器人穿过一个迷宫来证明它的敏捷性,它能够在5.6秒内完成这个迷宫。在其他测试中,它配备了气体传感器,并负责创建一个区域内的气体浓度地图,这可能暗示了未来在定位泄漏源方面的应用。
该团队建造了两个不同的版本,一个是拴在电源上的,另一个是靠电池运行的。拴住的模型是更快的,其最高速度为每秒28个自身长度,这几乎和活蟑螂一样快。同时,电池模型的速度较慢,但有可能走得更远 在携带气体传感器的情况下,最长可达19分钟和102英尺(31米)。
林立伟说: 今天最大的挑战之一是制造更小规模的机器人,以保持更大的机器人的动力和控制。对于较大规模的机器人,你可以包括一个大电池和一个控制系统,没有问题。但是,当你试图将所有东西缩小到越来越小的规模时,这些元素的重量就会使机器人难以承载,而且机器人的移动速度通常非常慢。我们的机器人速度非常快,相当强壮,而且所需的功率非常小,允许它在携带传感器和电子设备的同时也携带电池 。
这项研究发表在《科学机器人学》杂志上。该团队在下面的视频中演示了该机器人。
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