让你想不到的蛇形机器人 各种场合都有它的身影
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随着仿生学与机器人技术的发展,在常规机器人款式外,越来越多的学者再探求具有不同运动特征与功能特点的仿生机器人。蛇形机器人是其中一个重要的分支。
顾名思义,蛇形机器人的身形像蛇一样瘦长,通过采用分段式设计,用以模仿蛇类驱动和运动。头顶摄像头的它们,拥有极大的行动自由度,可以在各种狭小、险恶的环境中穿行、伸展甚至爬杆。
蛇形机器人在穿越障碍。
美国卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University,CMU)凭借着前沿机器人的研发和制造蜚声海外,他们在十几年前就开始了蛇形机器人的研发工作。这一直是他们最引人瞩目的前沿产品。
2017年9月,墨西哥城发生7.1级地震,卡内基梅隆大学的机器人专家携带者他们的蛇形机器人来到灾区。穿行在各种狭小、复杂的空间内,蛇形机器人通过麦克风和和扬声器等设备进行搜救任务。
去年底,卡内基梅隆大学又发布了一款最新的蛇形机器人。这款产品通过仿照“乐高”组合的搭建方法,引入模块化组合方式,将组件任意拼接而成。
模块化最大的优点是可任意增加、减少或者互换组件来改变机器人的长度,用以适应不同的工作范围。
机器人像蛇一样爬行和盘旋。
此前的蛇形机器人每次工作前,工作人员都需根据具体工作环境情况,预先为其进行编程。
现在,研究人员在新款蛇形机器人的各个关节部位安装了压力传感器,它能够感知力度,缠绕住物体后紧贴向上移动,省去了对移动路径重新编程的繁琐操作。
“乐高”组合的拼接方式,也使蛇形机器人的功能更加强大与灵活,且制作成本更低。
医用蛇形机器人更加便捷高效,成本更低。
目前,已经有不少医院引入了蛇形的医用机器人。将机器人插入患者的嘴巴,医生通过操纵杆来控制机器人,进入难以到达的解剖区域,继而进行手术。这种方式快速、便捷,将原本的开刀手术变成更低成本的微创手术。
由于蛇形机器人具有征服各种地形的能力,它还被应用在金字塔内部进行考古,以及下水道作业等场景,拥有十分广泛的应用前景。
同样的技术和原理也被应用在“蛇怪”机器人身上。“蛇怪”沿用了蛇形机器人的头部和腿部,改变了组合方式,更像多足爬行类动物。
蛇怪机器人在前进中开门。
蛇怪更加灵活的关节,让它可以更快地适应所在的表面环境,甚至不需要探测地形和编程规划,可根据直觉来转变重心前行。