軟履帶機器人(rén)通(tōng)過折紙動力移動身體

以生物(wù)爲靈感的(de)Robotopillar，其模塊化(huà)折紙身體部分(fēn)    Frank Wojciechowski

如果一個(gè)軟體機器人(rén)使用(yòng)剛性驅動器來(lái)移動它的(de)身體，那麽它現在就不是真的(de)軟了(le)，對(duì)嗎？一種受毛毛蟲啓發的(de)新型實驗性機器人(rén)解決了(le)這(zhè)一難題，它利用(yòng)柔軟可(kě)折疊的(de)折紙片段蠕動并引導自己進入我們的(de)心髒。

該設備被稱爲Robotopillar，是普林(lín)斯頓大(dà)學和(hé)北(běi)卡羅來(lái)納州立大(dà)學的(de)工程師合作創建的(de)。

就像我們最近看到的(de)其他(tā)蛇形機器人(rén)一樣，它（或其後代）有朝一日可(kě)能會被用(yòng)于搜索被困在災難現場(chǎng)瓦礫下(xià)的(de)幸存者，甚至可(kě)能探索其他(tā)行星的(de)表面。

它的(de)模塊化(huà)主體由一排磁性連接的(de)節段組成。如果需要的(de)話(huà)，這(zhè)些部分(fēn)可(kě)以相互分(fēn)離，并作爲一個(gè)協作的(de)“群體”四處移動。然而，對(duì)于大(dà)多(duō)數應用(yòng)程序來(lái)說，它們會以類似毛蟲的(de)形式連接在一起。

每個(gè)圓柱形部分(fēn)的(de)PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）外皮具有Kresling型折紙折疊圖案。簡言之，這(zhè)種模式由多(duō)個(gè)對(duì)角折疊組成，這(zhè)些折疊允許片段向下(xià)扭曲成平闆的(de)形式，然後擴展回圓柱體的(de)形式。

沿著(zhe)每條折線是由液晶彈性體和(hé)聚酰亞胺制成的(de)薄“控制條”，兩者都被連接到電源的(de)銀納米線帶覆蓋。向納米線網絡施加電流會使其升溫，進而加熱(rè)控制條。

液晶彈性體帶通(tōng)過收縮來(lái)響應熱(rè)量，而聚酰亞胺帶同時(shí)通(tōng)過膨脹來(lái)響應。沿著(zhe)折疊線的(de)這(zhè)種組合的(de)不對(duì)稱反應導緻片段向下(xià)扭曲成圓盤。當電流被切斷時(shí)，分(fēn)段會重新膨脹爲圓柱體。通(tōng)過以這(zhè)種方式依次激活所有分(fēn)段，可(kě)以向前或向後移動機器人(rén)。

也(yě)就是說，納米線“加熱(rè)器”條可(kě)以在一個(gè)片段的(de)一側被激活。這(zhè)導緻細分(fēn)市場(chǎng)隻在那一邊收縮。如果以這(zhè)種方式觸發幾個(gè)相鄰的(de)分(fēn)段，機器人(rén)支柱的(de)身體就會向那個(gè)方向彎曲和(hé)移動。科學家們現在正緻力于提高(gāo)機器人(rén)的(de)速度和(hé)改進其轉向。

普林(lín)斯頓大(dà)學博士後研究員(yuán)拓趙最近在《美(měi)國國家科學院院刊》上發表了(le)一篇關于這(zhè)項研究的(de)論文。你可(kě)以在Vimeo上看到機器人(rén)支柱的(de)動作。

資料來(lái)源: Princeton University