科學家設計摺紙蛇形機器人像極了手風琴,可適應不同地理環境進行搜救與探索

科學家設計摺紙蛇形機器人像極了手風琴,可適應不同地理環境進行搜救與探索

丹麥科學家研製出一種摺紙蛇形機器人,有朝一日可以在災難現場搜尋倖存者,甚至探索其他星球。該裝置通過直線運動來移動,就像真正的蛇經常做的那樣。

科學家設計摺紙蛇形機器人像極了手風琴,可適應不同地理環境進行搜救與探索

說到蛇在地面上移動,大多數人可能會聯想到爬行動物以水平 S 形模式蠕動身體的樣子。但事實上,這種被稱為蛇行的運動方式只是蛇類常用的四種運動方式之一。

當蛇必須穿過狹窄的縫隙時,左右擺動身體是不可能的。相反,蛇會保持身體筆直,同時從頭部到尾部依次收縮和放鬆一系列肌肉。

由於蛇身底部的皮膚比蛇身兩側的皮膚更有彈性,因此每次肌肉收縮時,蛇身底部皮膚的伸展程度都比蛇身兩側的皮膚要大。這就導致底部皮膚反覆向前移動(相對於兩側),像輪胎胎面一樣緊貼地面,將蛇的身體向前拉。

這種運動方式被稱為直線運動,新型機器蛇就是利用了這種運動方式。它是由工程學博士生布林值庫.塞伊多奧盧和艾哈邁德.拉夫桑賈尼教授領導的團隊在南丹麥大學創造的。

機器人的身體由輕質復合紡織品連接而成,其中包含世界上最堅固的合成纖維--超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。這種紡織品像摺紙一樣經過雷射切割和摺疊,然後經過熱壓,使每個部分形成一個波紋管。

每個部分的底部都有一個由相同紡織品製成的半透氣小袋。一根矽膠管沿著機器人的內側,將泵送的空氣脈衝送入這些小袋,使它們依次膨脹,然後隨著空氣從小袋中漏出而癟下去。當小袋反覆經歷這一過程時,它們就會推動機器人前進。

科學家設計摺紙蛇形機器人像極了手風琴,可適應不同地理環境進行搜救與探索

據說,與我們見過的其他蛇形機器人相比,丹麥的蛇形機器人要輕巧得多,製造成本也更低,另外,它的紡織品身體柔軟而有彈性,應該能讓它更好地擠進狹小的空間。當然,它還能在保持身體筆直的情況下向前移動。

目前,研究人員正在努力將氣泵安裝到機器人的身體上,同時提高機器人的速度,使其能夠轉向兩側。希望有一天,這種不受約束、自主、裝有感測器的機器人可以用於尋找被困在災難現場廢墟下的倖存者,或用於其他蛇形應用。

您可以在下面的影片中看到機器蛇是怎麼樣行動的。有關這項研究的論文最近發表在《裝置》雜誌上。

 

 

cnBeta
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