每秒138.4°!34岁重大教授研发“无腿”软体机器人,为目前最快软跳跃机器人

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创作日期
2021-12-26
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没有腿,仍能跳跃?日前,34 岁的重庆大学副教授陈锐,研发出一款无腿软体机器人,可实现快速可控的持续跳跃。相关研究论文已发表在 Nature 子刊《 Nature Communications 》。机器人重量为 1.1 克、长度是 6.5 厘米,借助灵活的电动液体,即可给它提供动力。它跳出的最远距离,是自身身高的 7.68 倍,每秒连续前跳速度则是自身身长的 6.01 倍。据该团队表示,这是现有软跳跃机器人中速度最快的。

它还能绕过电线、砾石堆、斜坡、异形立方体等障碍物。在连续向前跳跃运动中,每次跳跃的角度偏差可控制在 8° 以内,当集成两个无腿软跳机器人时,还可以每秒 138.4° 的速度转向跳跃。

这些能力主要依赖于该团队提出的新型电液驱动技术和结构驱动一体化设计方法,借此可让软体机器人做出敏捷的多模态运动。

跳跃,是移动机器人运动的基本形式之一。它能扩大陆地移动机器人的探索空间,并能解决传统移动机器人需要通过绕行来规避障碍的问题。近年来,陈锐团队一直围绕软体机器人的驱动机理与驱动方法展开研究,特别是功率密度高、响应速度快的新型驱动方式,并期望通过结构驱动一体化设计的方法,将其应用在软体机器人上。

陈锐坦言:实验过程中,当机器人第一次展现出优秀跳跃性能时,整个团队都大受鼓舞。因为相比此前调研的机器人样机,他们终于看到了自己团队制备的机器人的优势。

12 月 8 日,相关论文以《能够实现快速、连续、转向跳跃的无腿软体机器人》(Legless soft robots capable of rapid, continuous, and steered jumping)为题,发表在 Nature Communications 上,来自我校机械与运载工程学院的陈锐担任论文通讯作者。目前,陈锐及其团队已经确定了后续研究计划,届时将主要围绕两方面:一是进一步优化新型电液驱动方式的性能,比如如何实现无系留作业,即让驱动器或机器人实现自供电;二是进一步拓展这种驱动方式的应用领域。

未来,他希望在解决掉工程化问题的基础上,将这种驱动方式应用在更多软体机器人上,从而继续探究机器人的可扩展性、以及参数优化,让软致静电弯曲执行器实现更好的跳跃性能。据陈锐介绍,他还将开发出无系留无腿软跳机器人以及相关应用程序。

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