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耶鲁开发“进击的黏土”!穿两层衣服就变身机器人:给自己捏形状,还能越障

我必须分享和编译3天前:赵薇,曹培新为了实现运动和变形行为,研究人员创造了两种机器人皮肤 - 对应于不同的任务,称为变形皮肤和运动皮肤。这两层可以彼此层压或甚至通过缝合或胶合而整合。通过拉动电缆改变粘土的径向收缩来实现变形过程。每根电缆都可以改变它所包围的圆形截面的半径,从而形成横跨所有径向对称形状的形状,例如圆柱,哑铃和圆锥。通过纵向定位电缆,可以获得弯曲运动或类似于形状变化所需的蜗杆的运动。存在许多类型的机器人运动策略,包括但不限于四腿运动,滚动(通过控制重心的运动或材料的部分压缩)和履带运动。这个机器人主要使用滚动来移动。为了实现运动,移动层由硅树脂薄膜中的一系列朝外的平行气囊构成(图1,右)。硅氧烷弹性体用作棒涂层上的PET膜以形成20×15×0.2cm的平面。固化后,将球囊激光切割成PET膜,留下未切割的硅氧烷层。切割的气囊布置在移动层的表面上。研究人员考虑了三种布局设计:一排,两排和多排安全气囊。对于单排设计,气囊的形状和无缺陷的制造更为关键,因为任何不对称都会导致不均匀的膨胀,从而导致无意的旋转。采用双排设计,不对称性不是问题,因为每个致动器仅在皮肤末端操作。多排气囊空气管的安装过于繁琐,因此研究人员最终选择了双排气囊。然后将移动层覆盖在变形层上,并且气囊以一定的顺序膨胀以膨胀,从而产生滚动运动(如下图所示)。忽略摩擦,角加速度和扭矩(相当于安全气囊的切向力)与质量惯性矩成正比:α=T/J.因此,在低加速度时,可以使用相对较小的力来完成滚动一块粘土。研究人员发现,一个小的压力(≈3psi)足以快速有力地给气球充气,从而实现锻炼。通常,机器人专家需要考虑机器人将要做什么,然后开始设计机器人,因为这些功能决定了机器人的形状。但是,为了完成更广泛的任务,或者能够在未知或高度可变的环境中工作,可以改变其形状的机器人可以提供很大的多功能性。这种变形功能和运动功能可以补充机器人,并且可以预期未来的应用将非常广泛。例如,在搜索和救援工作中,粘土可以用作有效载荷的介质,例如传感器或信号发射器。由于其变形能力,可以使用大直径圆柱体快速穿过平坦的地形,当遇到障碍物时,粘土机器人可以改变形状并通过障碍物。或者更广泛地说,应用程序方面还包括资源有限的情况。例如,通过更改形状,您可以从球形机器人更改为机器人手臂关节。利用这种变形系统,粘土机器人可以转换成不同的形状以执行不同的功能。链接到论文:相关文章:谢谢你仔细阅读,如果你喜欢这篇文章,只需点击“观看”或转发给朋友圈,让更多人看到它

Poison Tong Technology l ID:dushekeji

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编辑:赵薇,曹培新为了实现运动和变形行为,研究人员创造了两种机器人皮肤 - 对应于不同的任务,称为变形皮肤和运动皮肤。这两层可以彼此层压或甚至通过缝合或胶合而整合。图1:变形皮肤和运动皮肤直接用粘土包裹。为了实现高可塑性,研究人员在氨纶基材上缝制密集的特殊绳索,如毛衣,然后通过拉伸和拉动卷绕马达来改变粘土的形状。具体地,变形层由在斯潘德克斯织物基底上接缝的彼此平行的多根电缆组成(图1,左)。首先,织物的较短边缘对应于电缆的末端,并用硅橡胶(DragonSkin 10,Smooth-On)加固。然后将Paracord(直径为1.18mm的绳索)缝入织物(1520cm)中,针距为0.75cm,电缆间距为0.75cm,总共20根电缆。 1cm长的布片沿着布片的较短边缘固定在加强板上,使得变形层可以安全地包裹在粘土中。图2:的变形过程。每根电缆都可以改变它所围绕的圆形截面的半径,因此产生的形状跨越所有径向对称的形状,例如圆柱,哑铃和圆锥。通过纵向定位电缆,可以获得形状改变所需的弯曲运动或蠕虫状运动。存在许多类型的机器人运动策略,包括但不限于四腿运动,滚动(通过控制重心的运动或材料的部分压缩)和履带运动。这个机器人主要使用滚动来移动。为了实现运动,移动层由硅树脂薄膜中的一系列朝外的平行气囊构成(图1,右)。硅氧烷弹性体用作棒涂层上的PET膜以形成20×15×0.2cm的平面。固化后,将球囊激光切割成PET膜,留下未切割的硅氧烷层。切割的气囊布置在移动层的表面上。研究人员考虑了三种布局设计:一排,两排和多排安全气囊。对于单排设计,气囊的形状和无缺陷的制造更为关键,因为任何不对称都会导致不均匀的膨胀,从而导致无意的旋转。采用双排设计,不对称性不是问题,因为每个致动器仅在皮肤末端操作。多排气囊空气管的安装过于繁琐,因此研究人员最终选择了双排气囊。然后将移动层覆盖在变形层上,并且气囊以一定的顺序膨胀以膨胀,从而产生滚动运动(如下图所示)。忽略摩擦,角加速度和扭矩(相当于安全气囊的切向力)与质量惯性矩成正比:α=T/J.因此,在低加速度时,可以使用相对较小的力来完成滚动一块粘土。研究人员发现,一个小的压力(≈3psi)足以快速有力地给气球充气,从而实现锻炼。通常,机器人专家需要考虑机器人将要做什么,然后开始设计机器人,因为这些功能决定了机器人的形状。但是,为了完成更广泛的任务,或者能够在未知或高度可变的环境中工作,可以改变其形状的机器人可以提供很大的多功能性。这种变形功能和运动功能可以补充机器人,并且可以预期未来的应用将非常广泛。例如,在搜索和救援工作中,粘土可以用作有效载荷的介质,例如传感器或信号发射器。由于其变形能力,可以使用大直径圆柱体快速穿过平坦的地形,当遇到障碍物时,粘土机器人可以改变形状并通过障碍物。或者更广泛地说,应用程序方面还包括资源有限的情况。例如,通过更改形状,您可以从球形机器人更改为机器人手臂关节。利用这种变形系统,粘土机器人可以转换成不同的形状以执行不同的功能。链接到论文:相关文章:谢谢你仔细阅读,如果你喜欢这篇文章,只需点击“观看”或转发给朋友圈,让更多人看到它

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