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通过新的改进的门锁控制使抓取购物机器人成为可能

发布时间:2023-03-03 17:02:47来源:

如果动物和昆虫可以在草地和沙子上跳跃,为什么机器人不能呢?机械工程教授Sarah Bergbreiter发现,研究人员不必走得太远就能在机器人身上实现这一点。曾经被认为是释放存储能量的“开”或“关”开关的现有锁存机制也可用于控制各种地形的跳跃性能。

“我对我们如何建造这些功能非常强大,非常小的机器人感兴趣,它们可以在不同的环境中移动,”Bergbreiter说。“传统上,跳跃机器人是在刚性表面上研究的,因此设计一个可以在软基板上有效运行的跳线是机器人的一大步。

Bergreiter的团队使用数学模型来说明在机器人“跳线”上测试他们的发现之前,锁存器如何在系统调整其跳跃性能的能力中发挥作用。

“我们发现锁存器不仅可以调节能量输出,还可以调解跳线与其跳跃环境之间的能量传递,”Bergbreiter解释说。“当使用圆形闩锁时,我们可以延迟跳跃,并允许机器人利用基板的后坐力。

该团队在树枝上测试了他们的跳线,并在跳伞起飞之前观察树枝后坐力。这证明跳线恢复了一些最初损失到树枝的能量。

出乎意料的是,Bergbreiter的团队发现,与模型预测相反,尖锐(零半径)门锁有时优于其圆形闩锁。在这些情况下,树枝在起飞后与机器人发生碰撞,导致基板凸起的能量回收形式非常规。凸起为跳线提供了额外的能量,使其性能优于控制良好的圆形闩锁跳线。

“现在我们了解了自然设计空间,我们可以构建一些利用这些软基材合规性的东西,”Berbreiter说。

生物学家同样有动力了解这个空间,以便辨别生物有机体,如蚱蜢,在草丛中跳跃时如何能够控制它们的能量输出。

“设计受控昆虫大小的机器人几乎是不可能的,因为它们可以在几毫秒内发射。现在,我们可以更好地控制我们的机器人是跳一英尺还是三英尺。或者我们可以简单地让它在基材变化很大的情况下持续跳跃。非常令人着迷的是,锁存器——我们在机器人中已经需要的东西——可以用来控制我们以前无法控制的输出。

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