作者:李木子 来源:中国科学报 发布时间:2022/3/21 16:27:10
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鸟腿机器人 没事走两步

 

模仿像鸸鹋这样不会飞的鸟类的机器腿,只使用两个马达,就可以比更复杂的设备更高效地奔跑。

日前发表于《科学—机器人》的一项研究表明,受鸸鹋启发的非传统设计的机器腿,比传统设备的运行效率高出300%。该技术的发明者说,它可以用于假肢和外骨骼。

德国斯图加特市马克斯·普朗克智能系统研究所的Alexander Badri-Sprowitz和同事已经摒弃了传统方法,即分别由一个驱动器打开和收缩机器臂的每个关节。取而代之的是,他们的“鸟机器人”的每条3D打印的腿上只使用了两个马达,以及覆盖多个关节的人工肌腱,从而模仿某些失去飞行能力的鸟类的解剖结构,以便在地面上高效地奔跑。

“我们只用了两个驱动器,一个用来使腿前后移动,另一个用来抬腿。这只是最低要求。”Badri-Sprowitz说,“在机器人领域,人们通常只希望将效率提高10%,而我们却收获了300%。”

“鸟机器人”利用马达拉动肌腱。在压缩过程中,动力被储存在弹簧中。当每只脚触地时,能量被释放出来,从而驱动机器人前进。

此外,研究人员还将许多执行器、传感器和电子元件从系统中移除,使得机器人更轻,制造成本更低。它甚至无需动力便可以直立。

在跑步机测试中,“鸟机器人”达到了每秒75厘米的速度。“目前需要指引以保持机器人能够直线运动,但研究的重点是效率,而不是平衡。”Badri-Sprowitz说。

此外,“鸟机器人”腿部机械是自动防水的,所有马达都安装在远离机器人脚部的位置。理论上,这种机器人可以在水中行走。

英国利兹大学的Shival Dubey表示,这种设计比更复杂的设备更高效,但在承载不同重量的负载时可能适应性较差。

“在传统的腿部机器人中,我们在每个关节上使用驱动器,以移动特定的关节。相比之下,他们使用更少的能源和电子元件。”Dubey说,“他们在演示或复制鸟的动作方面做得很好,但在其他任务上还需要进一步的微调。”

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/scirobotics.abg4055

 
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