这种RoboBee由柔软的人造肌肉提供动力

2020-02-07 16:06:16    来源:    作者:

RoboBee一次看向墙壁或撞向玻璃盒的景象可能引起了哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)哈佛微型机器人实验室的研究人员的恐慌,但仅此而已。

这种RoboBee由柔软的人造肌肉提供动力

SEAS和Wyss生物启发工程研究所的研究人员开发了一种具有弹性的RoboBee,该RoboBee由柔软的人造肌肉驱动,可以撞击到墙壁,掉落到地板上并与其他RoboBees碰撞而不会受到损坏。这是第一款由软执行器驱动的微型机器人,可实现受控飞行。

SEAS的前研究生,博士后研究员,论文的第一作者,陈宇峰说:“在微型机器人领域,由于移动机器人具有很高的回弹力,已经使移动机器人变得非常有力。” “但是,该领域的许多人一直怀疑它们是否可以用于飞行机器人,因为这些执行器的功率密度根本不够高,而且众所周知难以控制。我们的执行器具有足够高的功率密度和可控性,可以实现悬停飞行。”

这种RoboBee由柔软的人造肌肉提供动力

该研究发表在《自然》杂志上。

为了解决功率密度问题,研究人员基于扩展的塔尔族材料教授David Clarke的实验室开发的电动软致动器。这些软执行器使用具有良好绝缘性能的绝缘材料绝缘弹性体制成,在施加电场时会变形。

通过提高电极的电导率,研究人员能够以500赫兹的速度操作执行器,这与以前在类似机器人中使用的刚性执行器相当。

处理软执行器时的另一个挑战是系统趋于弯曲并变得不稳定。为了解决这一挑战,研究人员建造了带有一条垂直约束线的轻型机身,以防止执行器弯曲。

在这些小型机器人中,软执行器可以轻松组装和更换。为了演示各种飞行能力,研究人员构建了几种不同型号的软性RoboBee。两翼模型可以从地面起飞,但没有其他控制。四翼,双执行器模型可以在混乱的环境中飞行,一次飞行即可克服多次碰撞。

SEAS的前研究生,论文的共同作者之一伊丽莎白·法雷尔·赫尔布林(Elizabeth Farrell Helbling)表示:“小型,低质量的机器人的一个优势是它们具有抵御外部冲击的能力。” “软执行器提供了额外的好处,因为它比传统的执行策略可以更好地吸收冲击。这将在潜在的应用中派上用场,例如在瓦砾中飞行以进行搜索和救援任务。”

这种RoboBee由柔软的人造肌肉提供动力

八翼四执行器模型展示了受控的悬停飞行,这是首款用于软动力飞行微型机器人的悬停飞行。

接下来,研究人员的目标是提高软动力机器人的效率,该效率仍然远远落后于传统的飞行机器人。

“具有肌肉样特性和电激活功能的软执行器是机器人技术的巨大挑战,”罗伯特伍德(Robert Wood)说,他是SEAS工程与应用科学教授,Wyss生物启发工程学院的核心教员,纸。“如果我们能够设计出高性能的人造肌肉,那么天空就是我们可以制造的机器人的极限。”

哈佛大学技术发展办公室已经保护了与该项目有关的知识产权,并正在探索商业化机会。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。