这款以蛇为灵感的软体机器人可以帮助收集土壤样本,并轻松地进行地下安装。
机器人擅长探索陆地、海洋、天空和太空,但最难导航的环境之一是地面。加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)和佐治亚理工学院的工程师们现在已经开发出了蛇形机器人,可以使用各种方法挖掘软沙和土壤。
在很长一段时间里,Snake一直是我们的灵感来源。多亏了它们各种各样的动作。它们已被用于探索沙丘、海底、管道、废弃核电站等环境。
这里最大的障碍是,即使是像沙子和土壤这样的颗粒状材料,也比水和空气的阻力大得多。然而,UCSB和佐治亚理工学院的团队已经开发出了可以以各种方式解决这一问题的机器人。
新的设计是一个像藤蔓一样的软体机器人;它通过从顶端“生长”来移动,这对地下探险很有用。摩擦比有运动时要小得多,因为尖端是唯一运动的部分。为了使机器人更容易移动,它被连接到机器人生长尖端的一个装置上,向机器人前面吹气,推开沙子,清理道路。
但这里有一个挑战。当机器人在沙滩上水平移动时,它倾向于上升,直到出现在水面上。这是基础物理。机器人上方的少量沙子比机器人下方的压缩沙子产生的压力要小得多。为了解决这个问题,研究小组还迫使机器人向下喷射空气,以减少摩擦。在前面加一个楔子,给沙鱼挖隧道也有助于切断道路。
最终的结果是一个小型机器人,可以相对容易地移动干燥的颗粒介质。你可以像蛇一样扭动身体,爬到另一边来避开障碍物。
正如佐治亚理工学院邓恩家族物理学教授丹尼尔·戈德曼所澄清的那样,“开发具有这种能力的机器人可以激发新的动物研究,并指出颗粒基板物理学中的新现象。”
这个团队是如何开发蛇机器人的
幸运的是,由于已经拥有的软机器人,它领先于其他团队。这是最难怀上的部分,因为它像藤蔓一样从顶端长出来。在设备上增加了另一个电机来去除沙粒,这样机器人就不会飞向天空。
此外,在设备的头部种植了一个楔子,以更有效的方式通过沙子。沙鱼蜥蜴一直这样做,这正是这些机器人的灵感来源。
简而言之,这条蛇看起来像一个马甲木偶,但相信我,它可以做得更多。据工程师介绍,它可以用于收集土壤样本或安装地下管道。