科學(xué)家利用3D打印技術(shù)造出四足群體機(jī)器人，可協(xié)同完成任務(wù)

來(lái)源：前瞻網(wǎng)

導(dǎo)讀：機(jī)器人是一種能夠半自主或全自主工作的智能機(jī)器。它們具有感知、決策、執(zhí)行等基本特征，可以輔助甚至替代人類(lèi)完成危險(xiǎn)、繁重而復(fù)雜的工作。這不僅能提高工作效率與質(zhì)量，服務(wù)人類(lèi)生活，還可擴(kuò)大或延伸人的活動(dòng)及能力范圍。

近日，在一項(xiàng)新研究中，圣母大學(xué)電氣工程助理教授Yasemin Ozkan-Aydin從生物系統(tǒng)中獲得靈感，研發(fā)出了四腿群體機(jī)器人。這些機(jī)器人能夠在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中，模仿自然界的其他生物，和“同伴”一起完成艱巨的任務(wù)。

腿式機(jī)器人可以在崎嶇地形和狹小空間等具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中航行，四肢的使用提供了有效的身體支撐，促進(jìn)了障礙物的快速穿越。但是，有腿機(jī)器人在實(shí)際環(huán)境中也面臨著挑戰(zhàn)，那就是運(yùn)動(dòng)性能的下降。

在這項(xiàng)研究中，她假設(shè)單個(gè)機(jī)器人之間的物理連接可以增強(qiáng)其移動(dòng)性。單個(gè)機(jī)器人可以執(zhí)行簡(jiǎn)單的任務(wù)，例如在光滑的表面上移動(dòng)或搬運(yùn)輕物體。但如果任務(wù)超出單個(gè)機(jī)器人的能力范圍，則機(jī)器人會(huì)彼此物理連接以形成更大的“多腿系統(tǒng)”來(lái)共同完成任務(wù)。

Ozkan-Aydin說(shuō)：“當(dāng)螞蟻運(yùn)輸物體時(shí)，如果遇到障礙物，螞蟻群體會(huì)共同努力克服該障礙物。例如，如果路徑中有間隙，它們將形成一座橋梁，以便其他螞蟻可以穿越。我的研究靈感，就來(lái)于這個(gè)現(xiàn)象。”

Ozkan-Aydin使用3D打印機(jī)制造了長(zhǎng)度為15到20厘米的四足機(jī)器人，每個(gè)都配備了鋰聚合物電池、微控制器和三個(gè)傳感器。三個(gè)傳感器分別是一個(gè)光傳感器和前后兩個(gè)磁性觸摸傳感器，允許機(jī)器人相互連接。四只靈活的腿減少了對(duì)額外傳感器和零件的需求，并為機(jī)器人提供了一定的機(jī)械智能，這有助于在崎嶇或不平坦的地形上進(jìn)行交互運(yùn)動(dòng)。

在運(yùn)輸物體時(shí)，某個(gè)機(jī)器人遇到障礙，就會(huì)像其他機(jī)器人發(fā)送信號(hào)。屆時(shí)，它們會(huì)連接在一起，在集體工作的同時(shí)成功穿越障礙。

該研究論文題為“Self-reconfigurable multilegged robot swarms collectively accomplish challenging terradynamic tasks”，已發(fā)表在Science Robotics上。