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自我组装的纸片机器人狭窄空间显身手

发布时间:2019-07-08 17:33:02

自我组装的纸片机器人:狭窄空间显身手

原标题:“小身板”狭窄空间显身手

《变形金刚》系列影片在国内有很多粉丝,看着变形金刚霸气出场、英雄救美时,你是否也曾心潮澎湃,折服于机器人的强大魅力?

近日,哈佛大学和麻省理工学院科学家研究出一款会自我组装的纸片机器人。它的设计理念酷似变形金刚,但是与“变形金刚”或折纸玩具不同的是,这款机器人并非为儿童设计的玩物,而是为了帮助执行搜救任务。

折纸机器人通电后可以从扁平状态变成像螃蟹一样爬行的小机器人,无需人类帮助即可行走和转弯,每次终极变形仅需4分钟,变形之后会无规律疾走,每秒约走5厘米。

该机器人的研发人员称,他们的灵感部分来自折纸艺术,还有部分得益于大自然的启发:从植物伸张叶片、昆虫展翅到蛋白的变形等等。

中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室研究员齐俊桐告诉《中国科学报》,折纸机器人从本质上说是一种可变形机器人,通过自身形状的变化适应外界的环境,可以算是一种由折纸引发的创意,“这个创意在未来具有较大应用前景”。

相关报告显示,这种机器人由5层材料制成,都是激光刀根据数字规格切割而成。中间层是铜,刻有复杂的电引线。两层纸质结构包裹铜层,最外层则是有变形记忆功能的聚合物,遇热后可自动折叠。这些激光切割的材料被组合起来后,再将一个微处理器和一个或多个小型发动机安装在材料表层上。

哈佛大学博士生Sam Felton表示,传统制造方法需要昂贵的机械,而3D打印技术不适合大规模生产,但折叠机器人的部件却可通过标准工具迅速而廉价地大规模生产。

“折纸机器人通过平面材料的变形,形成立体的机器人。在某种程度上说确实降低成本、更便于大规模生产。”齐俊桐说,随着电子印刷、3D打印技术的突破,这类机器人的批量化生产成为可能,相比于传统通过机械加工制造的机器人也廉价了很多。

事实上,这种富有创意设计的机器人研究由来已久。早在2009年,齐俊桐就带领团队研发出可致力于灾区救援的变形机器人。这种变形机器人,可以根据环境改变自身的构型,适应地震废墟;利用自身携带的红外摄像机、声音传感器,将废墟内部的情况实时传回后方控制台。这款有着两条黄色履带的机器人,可以实现自由变形:两个履带可合并成一排,又变成两条直线,还能使其头部竖立起来组成“D字形”,更好地适应废墟的环境。

齐俊桐称,由于废墟的环境复杂,而且坍塌点有的地方是缝隙、有的地方是洞穴,这样的环境特点正好是这种可变形机器人的用武之地。

“习近平总书记在今年院士大会上说‘机器人是制造业皇冠上的明珠’。”齐俊桐说,不难看出,随着工业的发展、社会的进步,越来越多危险、低水平重复的作业将逐渐被机器人所取代,人类更多地从事“高大上”的职业势不可挡,未来的机器人无论是在工业、农业还是特种行业等领域都将释放出无限的能量。(实习生胡萍)

原标题:自我组装的纸片机器人:狭窄空间显身手

稿源:人民

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