研究人员创造了自重构的多足机器人群体

2022-01-14 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:426 /
内容摘要:
一组美国研究人员已经开发出一组可重新配置的相同的低成本四足机器人& # 8212;腿和尾巴方向灵活& # 8212;可以按需自动连接。厄扎坎-艾登& amp高盛通过一系列实验表明,一群可链腿机器人能够在充满挑战的环境中行动,并完成单个机器人无法完成的复杂任务。形象学分:圣母大学。......

一组美国研究人员已经开发出一组可重新配置的相同的低成本四足机器人& # 8212;腿和尾巴方向灵活& # 8212;可以按需自动连接。

Ozkan-Aydin & Goldman showed through a series of experiments that a swarm of chainable legged robots is capable of locomoting on challenging environments and accomplishing complex tasks that are not achievable  by individual robots. Image credit: University of Notre Dame.厄扎坎-艾登& amp高盛通过一系列实验表明,一群可链腿机器人能够在充满挑战的环境中行动,并完成单个机器人无法完成的复杂任务。形象学分:圣母大学。

圣母大学电气工程系和佐治亚理工学院物理学院的机器人工程师亚瑟明·厄扎坎-艾丁博士说:“腿式机器人可以在崎岖的地形和狭小的空间等挑战性环境中导航,四肢的使用提供了有效的身体支撑,实现了快速的机动性,并为越障提供了便利。

"然而,有腿机器人在陆地环境中面临着独特的移动性挑战,这导致运动性能下降."

在这项研究中,厄扎坎-艾丁博士和她的同事、佐治亚理工学院的丹尼尔·古德曼教授假设,单个机器人之间的物理联系可以增强地面有腿集体系统的机动性。

单个机器人执行简单或小的任务,例如在光滑的表面上移动或携带轻物体,但是如果任务超出了单个单元的能力,机器人将彼此物理连接以形成更大的多腿系统,并共同克服问题。

厄扎坎-艾丁博士说:“当蚂蚁收集或运输物体时,如果一个人遇到障碍,这个群体会集体努力克服这个障碍。

“例如,如果路径上有一个缺口,它们会形成一座桥,这样其他蚂蚁就可以穿过去。这就是这项研究的灵感。”

“通过机器人技术,我们能够更好地了解这些生物系统的动力学和集体行为,并探索我们如何能够在未来使用这种技术。”

利用3D打印机,科学家们建造了长15到20厘米(6-8英寸)的四足机器人。

每个机器人都配备了锂聚合物电池、微控制器和三个传感器:前部的一个光传感器和前部和后部的两个磁触摸传感器,使机器人能够相互连接。

四条灵活的腿减少了对额外传感器和零件的需求,并赋予机器人一定程度的机械智能,这在与崎岖不平的地形互动时有所帮助。

“你不需要额外的传感器来检测障碍物,因为腿的灵活性有助于机器人从障碍物旁边走过,”厄扎坎-艾丁博士说。

“他们可以测试路径中的缺口,用身体搭建桥梁;单独移动对象;或者连接起来,在不同类型的环境中共同移动物体,与蚂蚁没有什么不同。”

研究人员在草地、覆盖物、树叶和橡子上测试了他们的机器人。

机器人还在粗毛地毯上进行了测试,矩形木块被粘在颗粒板上,用作粗糙的地面。

当一个单独的单元被卡住时,一个信号被发送到额外的机器人,这些机器人连接在一起提供支持,以便在集体工作的同时成功穿越障碍物。

“我们的设计还有待改进,”厄扎坎-艾登博士说。

“但我们预计,这些发现将为设计低成本的腿群提供信息,腿群可以适应不可预见的情况,并执行现实世界的合作任务,如搜救行动、集体物体运输、太空探索和环境监测。”

该团队的工作发表在《科学机器人学》杂志上。

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亚塞明·厄扎坎-艾丁& amp丹尼尔·戈德曼。2021.自重构多足机器人集群共同完成具有挑战性的地形动态任务。科学机器人学6(56);doi:10.1126/scirobotics . abf 1628


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