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仿生学开启自然大门:蝙蝠机器人与透明捕鱼机器人

仿生学开启自然大门:蝙蝠机器人与透明捕鱼机器人 中电光谷
2017-04-18
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导读:仿生,或使用动物作为设计灵感,长期以来一直是机器人的主题,工程师们已经研究动物来解决复杂的结构问题。最近,加


仿生,或使用动物作为设计灵感,长期以来一直是机器人界的主题,工程师们已经研究动物来解决复杂的结构问题。最近,加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员创造了一个小型机器人,灵感来源于非洲灵长类动物Galago,可以跳过三倍自己的全高


而周三,伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校和加利福尼亚理工学院(Caltech)的工程师们宣布,他们创建了一个蝙蝠式飞行机器人,它使用柔软而灵活的机翼,比目前的航空机器人更节能。他们的研究发在 Science Robotics (科学机器人学杂志的一篇题为“研究蝙蝠的飞行专业化的仿生机器人平台”的论文中。



被称为 Bat Bot 蝙蝠人(B2),飞行机器人以最快的飞行哺乳动物为模型,其具有所有动物物种中最复杂和最精练的飞行机制之一。超过40种类型的关节在飞行中互锁蝙蝠的骨骼和肌肉,允许他们改变可以在多个独立方向移动翅膀的形状。

“我们的工作展示了迄今为止具有蝙蝠形态的扑翼式空中机器人的最先进的设计,它能够自主飞行。B2重量只有93克,具有与生物蝙蝠相似的动态翼状关节和翼型构造。”伊拉克大学博士后研究员Alireza Ramezani在一份声明中表示。



动态骨架阵列和硅氧烷膜皮肤能让B2在飞行时改变其结构,而不会失去其空气动力学表面。

“B2与其他空中机器人相比具有一些实用的优势,如四旋翼。蝙蝠确实有40多个主动和被动关节; 我们将这些数字减少到B2机器人中的9个(5个活动和4个被动)关节。以较低频率(7-10赫兹对100-300赫兹的四旋翼)拍打的蝙蝠状拍打机器人的柔性翼本质上是安全的:因为它们的翅膀主要是柔性材料,并且能够相互碰撞,或者与所处环境中的障碍物碰撞,可以几乎无损坏,“Caltech的Joon Jo Chung在声明中说。

麻省理工学院(MIT)的工程师在一个单独的另一个仿生研发中,宣布他们已经创造了透明的水凝胶机器人,当被注入和抽出水时,它们可以进行移动,并且根据其设计,可以执行一系列任务,包括捕捉和释放活鱼。

水凝胶是“一种坚韧,有弹性的,几乎透明的材料,主要由水组成”,而麻省理工机器人几乎完全使用这种材料。它们与橡胶管连接,研究人员通过这些管道将水抽入或移出机器人,使其膨胀或折叠。鉴于材料,它们在水下几乎完全隐形


为了使机器人的运动快速有力,麻省理工学院副教授Xuanhe Zhao和研究生Hyunwoo Yuk研究学习动物,特别是玻璃鳗鱼,其幼虫在海洋中孵化,然后迁移到它们的自然淡水河流栖息地。

他们发现他们设计的结构可以承受多达1000次循环的重复使用,而不会破裂或撕裂。并且使用一种机制来迅速用水淹没其结构给机器人带来的速度和力量,这在其他类似的机器人中是缺乏的——让水自然渗入里面。为了展示机器人的能力,Zhao 和 Yuk 展示了一个机器人捕捉和释放活的金鱼另一个在水下踢球。


Zhao 说,鉴于水凝胶的性质,他们的设计可以在外科领域得到应用。

“水凝胶柔软,湿润,生物兼容,更适宜与人体器官接触。他说:“我们正在积极地与医疗团体合作,把这个系统转化为软手术器械,如水凝胶手,这可能会更温和地操作外科手术中的组织和器官。”

麻省理工大学(MIT)团队制作的水凝胶机器人研究报告出现在 Nature Communications(自然通讯)杂志上,标题为 “Hydraulic hydrogel actuators and robots optically and sonically camouflaged in water.” (液压水凝胶致动器和机器人在水中被光学和声学伪装)。


来源:International Business Times

【声明】内容源于网络
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中电光谷(股份代码00798.HK)是香港联交所主板上市的产业园区运营集团。第一大股东为中国电子信息产业集团(中央直接管理的国有特大型骨干企业)。代表项目:光谷软件园、光谷金融港、武汉创意天地、光谷生物城、未来科技城等。
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