柔软的机器人杂志首映中描述的软体机器人鱼 2018-09-30 03:08:09

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redOrbit Staff&Wire Reports - 你的宇宙在线软机器人的研究普及,这种机器人是由流动通过灵活通道的流体提供的柔软外观,已经发展到如此程度以至于已经创建了关于该主题的新期刊 - Soft Robotics( SoRo),来自Mary Ann Liebert,Inc的同行评审期刊,出版商在本月期刊的旗舰问题上,麻省理工学院和伍斯特理工学院的研究人员描述了他们在建造第一个能够快速身体运动的自给式自动软体机器人方面所做的工作 - 具有灵活脊柱的“鱼”,允许它在短短几分之一秒内执行逃生机动,几乎与真鱼执行此类动作一样快

研究人员描述了设计,建模,制造和控制机制

机器人鱼,以及新型流体驱动系统,嵌入式肌肉式执行器,以及船上控制系统,赋予鱼类自主权和执行能力orm持续前进的游泳运动和快速加速“这项创新工作凸显了我们新兴领域的两个重要方面;首先,它受到动物研究(仿生学)的启发和启发,其次是利用新型软驱动器来实现类似生命的机器人运动和控制,“软机器人主编,神经机械和仿生设备总监Barry Trimmer说

塔夫茨大学实验室Daniela Rus是设计和制造机器鱼的研究人员之一,他说,软机器人领域在安全领域提供了额外的好处“我们因各种原因对软机器人感到兴奋,”Rus说

,计算机科学与工程教授,麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室主任“随着机器人穿越物理世界并开始越来越多地与人交往,如果机器人非常柔软,那么机器人就更容易安全了

没有危险,如果他们打你,“她在接受麻省理工学院新闻的Larry Hardesty采访时说道,Rus指出研究软机器人的另一个原因是因为对于软机器,整个机器人规划问题发生了变化“在大多数机器人运动规划系统中,避免与环境碰撞是首要任务,这往往导致低效运动,因为机器人必须适应无碰撞的轨迹,它可以快速找到然而,对于软机器人,碰撞对机器人或环境几乎没有危险“在某些情况下,这些机器人实际上有利于撞到环境中,因为他们可以使用这些接触点作为到达目的地的方式更快,“Rus说但是当前报告中描述的机器人鱼只是为了探索软机器人的第三个优势”身体连续变形这一事实使得这些机器具有无限的配置范围,这对于机器而言是无法实现的

“罗斯说,当鱼体弯曲时,它的连续弯曲是允许它如此快速地改变方向的原因” dy机器人不能连续弯曲,“Rus说机器鱼是由麻省理工学院电气工程和计算机科学系的研究生Andrew Marchese建造的,SoRo纸的主要作者鱼尾的每一边都是无聊的

长而紧密起伏的通道从鱼腹部的罐中释放的二氧化碳导致通道膨胀,使尾部向相反方向弯曲每个鱼尾的一半有两个控制参数 - 喷嘴的直径将气体释放到通道中在以前的实验中,Marchese发现鱼改变方向的角度 - 可能高达100度 - 几乎完全取决于膨胀的持续时间,而它的速度几乎完全取决于以前的实验

完全由喷嘴直径决定这两个参数的“解耦”是生物学家在真鱼中观察到的,Marchese说“要成为est,这不是我设计的东西,我设计它看起来像鱼,但我们得到了相同的固有参数解耦,真正的鱼有“Rus说这突出了软机器人的另一种可能的应用 - 生物力学 “如果你建造一个具有特定生物启发行为的人造生物,或许工程行为的解决方案可以作为理解大自然是否可以以同样的方式做到的假设,”她说,Marchese在罗斯建造了机器鱼

实验室使用3-D打印机来制造模具,在模具中,他用硅橡胶铸造鱼的尾巴和头部,以及保护鱼体内脏电子设备的聚合物环鱼可以执行20或30次逃生操作,具体取决于它们的速度在它排出二氧化碳罐之前,相对简单的操作是在水箱中来回游动相对简单,Marchese说:“鱼的设计目的是探索性能,而不是长期运行

研究正在采用该系统并建立一些在性能上受到影响的东西,但会增加寿命“Marchese,Rus和博士后Cagdas Onal说嘿希望用相同的车身设计建造一个新版本的鱼​​,但用泵水代替二氧化碳来给通道充气这样可以让机器人鱼连续游泳大约30分钟

这样的机器人可以渗透到真鱼的学校里面罗斯补充说:“如果我们学习如何将所有其他类型的材料纳入其无法准确预测的反应中,如果我们能够学会设计这种材料以应对不确定性并仍然能够控制机器,然后我们将拥有更好的机器,“SoRo的编辑Trimmer说道

报告中描述的机器人鱼”是这个原则的一个很好的证明“”这是一个早期的说法,'我们知道执行器没有给我们所有我们想要的控制,但我们真的可以利用它来获得我们想要的性能吗

'而且他们能够证明是的,他们可以“