http://bfqmb.cn 2011-11-30 10:47 來(lái)源:新浪科技
北京時(shí)間11月30日消息,美國(guó)哈佛大學(xué)的科學(xué)家們制造了一種新型柔韌機(jī)器人,它的身子非常柔軟,可以像蠕蟲(chóng)一樣依靠蠕動(dòng)在非常狹窄的空間里活動(dòng)。
這是越來(lái)越熱門(mén)的一個(gè)研究領(lǐng)域:軟體機(jī)器人領(lǐng)域的一項(xiàng)最新進(jìn)展??茖W(xué)家們正在不斷從自然界汲取靈感,創(chuàng)造出遠(yuǎn)比那些傳統(tǒng)的金屬制同類(lèi)更加靈活和多功能的機(jī)器人產(chǎn)品。這個(gè)哈佛大學(xué)科研小組由化學(xué)家喬治·懷特塞茲(George M. Whitesides)率領(lǐng),他們從魷魚(yú),海星和其它沒(méi)有堅(jiān)硬骨骼的動(dòng)物身上獲得啟發(fā),研制了一種小型的,有四條腿的橡皮機(jī)器人。
最近幾年,科學(xué)家們一直在嘗試和一些黏糊糊的,有時(shí)候甚至看上去模樣古怪的機(jī)器人設(shè)計(jì)概念打交道,他們希望能制造出一種新型機(jī)器人,它們將能夠鉆進(jìn)那些依靠人力或傳統(tǒng)機(jī)器人難以企及的地方展開(kāi)工作,如地震災(zāi)區(qū)救援或者戰(zhàn)場(chǎng)偵察等等。在一份郵件采訪中,美國(guó)麻省理工學(xué)院的機(jī)器人專(zhuān)家馬修·沃爾特(Matthew Walter)說(shuō):“這種軟體機(jī)器人的柔韌性讓它們能夠得以進(jìn)入傳統(tǒng)機(jī)器人無(wú)法抵達(dá)的狹小空間。”
今年早些時(shí)候,一個(gè)來(lái)自塔夫茨大學(xué)的小組展示了由他們開(kāi)發(fā)的一種體長(zhǎng)僅10厘米的蠕蟲(chóng)機(jī)器人,它采用硅氧橡膠制成,可以爬進(jìn)一個(gè)小球并在里面推動(dòng)小球向前滾動(dòng)。
而此次哈佛大學(xué)的此項(xiàng)研究是在美國(guó)國(guó)防部的研究資助項(xiàng)目下進(jìn)行的,有關(guān)進(jìn)展本周一在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院報(bào)》上作了發(fā)表。這個(gè)軟體機(jī)器人體長(zhǎng)約12.7厘米,制造的過(guò)程花費(fèi)了兩個(gè)月。其四肢可以各自獨(dú)立操控,通過(guò)人工或計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制將壓縮空氣輸入其肢體內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)驅(qū)動(dòng)。這讓這種新型機(jī)器人具備了無(wú)法比擬的靈活性,可以自由地在地面爬行或者滑行。
研究人員對(duì)它進(jìn)行了柔韌性測(cè)試:他們將一塊玻璃板置于距離地面不到1.9里面的高度,并讓這個(gè)小機(jī)器人嘗試爬進(jìn)底下。結(jié)果科學(xué)家們成功地控制這個(gè)機(jī)器人15次來(lái)回穿過(guò)了這個(gè)極其狹小的縫隙。并且在大多數(shù)情況下,它穿過(guò)整個(gè)玻璃板底部所花費(fèi)的時(shí)間還不到1分鐘。
研究人員計(jì)劃進(jìn)一步對(duì)其速度性能進(jìn)行改進(jìn),不過(guò)他們對(duì)它沒(méi)有因?yàn)椴粩喟l(fā)生的熱脹冷縮而損壞感到欣慰。哈佛大學(xué)的博士后羅伯特·謝普赫德(Robert Shepherd)說(shuō):“它足夠堅(jiān)強(qiáng)。”他指出這種機(jī)器人可以適應(yīng)各種表面材料并在上面正常運(yùn)行,包括毛氈,沙礫,泥漿,甚至果凍。不過(guò)它也有缺陷:目前機(jī)器人必須依靠一條外接電源線供電,科學(xué)家們希望找到一種方法能夠?qū)崿F(xiàn)電源內(nèi)置,如此方能讓它投入實(shí)際應(yīng)用之中。
塔夫茨大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家巴里·特里莫(Barry Trimmer)是該大學(xué)蠕蟲(chóng)機(jī)器人項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員,他說(shuō):“在軟體機(jī)器人領(lǐng)域還有很多挑戰(zhàn)需要面對(duì),對(duì)于這些問(wèn)題的解決沒(méi)有捷徑可走。”
機(jī)器人專(zhuān)家卡莫·馬吉迪(Carmel Majidi)在卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)軟體機(jī)械實(shí)驗(yàn)室,他認(rèn)為盡管這一成果是基于之前的研究基礎(chǔ),但是仍然極具創(chuàng)新。他說(shuō):“這是一種簡(jiǎn)單的概念,但是看起來(lái)他們似乎很好的模擬了自然界的生物運(yùn)動(dòng)模式。”