软体机器人

时间:2024-08-18 03:21:37编辑:奇事君

软体机器人的简介

软体充气机器人模型并不像机械机器人那样先进,但是它们的柔软身体中不包含任何电子装置。充气柔体机器人设计方是美国国防部高级研究计划署(DARPA)的科学家,他们认为这种软体机器人将是最好的工具。美国波士顿大学化学家陈新(音译)是该研究小组成员之一,他在2012年2月9日出版的《高级功能材料报》中描述称,如果你想穿过一个弯曲的管子或者碎石,以及其他难以抵达的粗糙崎岖环境表面,你将需要软体机器人。这款机器人能够完成许多传统机械机器人所无法实现的功能,抵达一些特殊的环境。传统主流机器人是采用金属和其他硬质材料制造,装载连接电子仪器和元件。它们可以制造汽车、携带较重的物体装置,甚至拆卸炸弹。然而,在一些特殊环境中,机器人的柔体结构是至关重要的。 制造软体机器人使用的是怀特赛德斯团队发明的软光刻技术。其生产过程是:借助电子元件让光照射模具的表面,致使覆盖在图案上一层薄薄的高分子膜曝光,以此溶解没有图案的区域。怀特赛德斯说:“这是一个非常成功的技术,它具有很高的分辨率,相当小巧,但在批量化生产之前成本比较昂贵。” 软光刻技术是以柔软聚合物模具为载体,这是一个相对比较简单的制造过程。怀特赛德斯说:“我们可以使用平整的表面进行投射或输出,也可以封住凹面以形成通道。”借助微流体技术作用于通道,从注入空气到产生运动,怀特赛德斯团队的设计概念得到来提升:“考虑到通道的结构和空气泵,这意味着它的弯曲可以成为软体机器人的一个特性。” 工程师现在从自然角度来考虑设计机器人,例如:基于昆虫、鸟类、蛇、鱼,甚至狗的特征,来设计机器人模型。科学家已成功研制出空气动力橡胶机器人,遇到障碍物时能够像蛇一样伸缩起伏身体。从软体机器人的四肢、躯干以及内部格局来看,看似有点像一朵简化的雪花,其中央“脊梁管”连接任意一个通道(分支);机器人有两层聚合物,一层延伸甚广,一层坚不可摧。当空气注入四肢后,具有弹性的腔体会像气球一样扩张,但腔体材料却不舒展且四肢蜷缩。当弯曲时,借助肢体与周围摩擦力作用产生的横向推力,整个身体可以不断向前推进(在肢体驱动下,机器人可以爬行)。 怀特赛德斯说:“这不是一个煞费苦心的概念,但实现这种运动是很不寻常的。在这些看似(四肢)很简单的驱动下,从中你会看到非常有趣的运动。”他指出,虽然这种机器人的运动和构造确实很像海星似的软体动物,但目的是模仿它的功能,而不是其机制。 这种新型柔体机器人可采用合成纸质材料、纤维织物和金属丝增强结构,具有硅胶外形。当它们模塑成型之后,该机器人与复杂的压缩气体源进行连接,例如:空气注射泵。

试回答连续体机器人与软体机器人有何区别

连续体机器人和软体机器人是两种不同类型的机器人,它们之间有以下区别:1. 结构形态:连续体机器人通常由多个刚性节段组成,这些节段通过关节连接在一起,并且可以沿着一个或多个轴线运动。而软体机器人则没有明显的硬件结构,其身体通常由柔性材料制成。2. 运动方式:连续体机器人的运动是基于关节旋转实现的,因此它们具有较高的精度和重复性。而软体机器人则主要依靠变形来完成任务,在某些情况下可能会出现非线性响应。3. 应用场景:由于其刚性结构和高精度控制能力,连续体机器人适合进行需要准确位置控制、高速操作等工作。而软体机器人则更适合处理复杂环境中的任务,如医疗手术、救援行动等。4. 控制方法:为了实现对连续型机械臂各部分位置、角度及速率等参数进行全面掌控与调整, 通常采用闭环反馈系统进行控制;而对于软式仿生智能物理系统,则采用神经网络算法模拟大脑神经元活跃状态, 实时感知外界信息并做出相应反应.总之,虽然两者都属于可编程自主移动装置(robot),但是它们在结构形态、运动方式、应用场景以及控制方法上存在很大差异。


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