新的形状改变机器人接受改变地形

时间：2022-02-18 11:25:06 来源：

机器人可以改变方向，速度甚至颜色。但改变他们的形状怎么样？凭借雕塑家直觉的帮助，耶鲁研究人员正在上面。

由Rebecca Kramer-Bottio，机械工程与材料科学助理教授领导，研究人员开发了一种机器人，可以变形，以容纳其路径或环境的变化。例如，如果圆柱形机器人以其途径找到岩石，则机器人可以通过暗示其中剧来占据哑铃的形状，并通过岩石。最近在IEEE机器人和自动化字母中公布了他们的工作结果。

“我们正试图创造可以根据需求调整它们的形态和行为的机器人，”Kramer-Bottiglio说。“我们发现改变身体形状和它移动的方式有助于机器人克服障碍或尽管不断变化的地形和环境，但是尽管不断变化的任务表现。”

汽缸 - 哑铃装置是第一个形状改变的机器人，这是200万美元的重点，四年授予，从国家科学基金会（NSF）收到的KRamer-Botrie，作为NSF的新兴边界的一部分在研究与创新（EFRI）计划中。

机器人的核心由粘土状物质制成。核心用两种“机器人皮肤”在Kramer-Bottio的实验室中包装，由嵌入着定制传感器和执行器的弹性床单制成。其中一个皮肤为机器人提供滚动的机车。另一个操纵材料成不同的形式 - 就像人类塑造粘土的那样。

“从粘土块开始，然后涂抹表面力，雕塑器可以将粘土塑造成任何所需的形状，”她说。“我们正在采取类似的方法 - 使用围绕粘土包裹的机器人皮，并应用相同的技术来重塑核心。”

为了掌握究竟是那些技术是什么，Kramer-Bottiglio实验室正在与雕塑家苏珊倩碧合作，了解将粘土变为不同形状的最佳方法。也就是说，如何块最有效地改变成一个四条腿的生物的形状？

为了捕获转换和所有中间形状，它们从多个角度拍摄倩碧，因为她反复执行相同的成型任务。为了模拟机器人的机制，研究人员指示她只使用一只手而不是添加或去除任何材料。为了更好地确保倩碧依赖于她的本能作为雕塑家，研究人员目的地让她尽可能少的信息。

该项目还借鉴了有机体改变其身体结构以适应其环境或条件的变化的灵感。例如，两栖动物可以在截肢后培养新的四肢，而蝌蚪和毛虫完全重新调败他们的身体，以采取新的功能。

研究人员需要一些试验和错误，以找到机器人核心的合适材料。

“人类可以通过使用身体的质量来雕刻相对粘稠和僵硬的粘土，并与地面接触以产生大量的力量推动向内，”迪伦沙拉，博士说。学习的学生和第一作者。“但机器人皮肤只能依靠自己推动。”

虽然他们非正式地将其称为“粘土”，但研究人员选择使用模型魔法，一种足够坚硬的建模化合物来保持其形状，但仍然柔软地被机器人的执行器操纵。

考虑到塑造变换的无数可能性及其潜在用途，Kramer-Bottio指出，许多变形机器人正在路上。接下来是一个像煎饼一样平坦的球形机器人，然后使用九虫步态来达到陡峭的倾斜。

本文的其他作者是Michelle C. Yuen，Liana G.蒂尔顿和Ellen J. Yang。

刊物：迪伦S. Shah，等，“使用机器人皮肤的变形机器人雕刻粘土，”IEEE机器人和自动化信件，2019; DOI：10.1109 / LRA.2019.2902019

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