新型機器人只有巴掌大！用軟材料製作，可以翻越身高2.44倍障礙

智東西（公眾號：zhidxcom）編 | 董溫淑

智東西4月26日訊息，近日，土耳其畢爾肯大學的研究人員發明了一款微型四足機器人——SQuad。

與現有微型機器人不同的是，SQuad用軟材料製成，行動更加靈活，可以攀越其身高2.44倍的障礙，也能繞開障礙物。未來，SQuad或能用於檢查狹小空間、在廢墟中搜救等。

現有微型機器人、軟體機器人各有優缺點。

土耳其畢爾肯大學奧努爾·奧茲坎（Onur Ozcan）介紹：“我們研究微型機器人已有將近10年時間，微型機器人有許多優點，比如所需材料較少、成本低廉、能夠進入狹窄空間等。”

但是，現有微型機器人的缺點也比較突出。“他們的主要缺點之一是缺乏運動能力，特別是在不平坦地形上。”他說。微型機器人的高度有限，運動時無法攀爬或避開障礙物，因此很容易在運動過程中被卡住。

相比於微型機器人，軟體機器人的運動效能更好。大多數軟體機器人都是用氣動執行器製造的。研究人員介紹：“這些氣動執行器可以和軟材料實現非常好的整合效果，但是它們需要一個壓縮氣源，這往往會使機器人變得笨重、或不允許無繩運動。”

研究團隊試圖將兩種機器人的優點加以結合，製作出綜合性能更好的機器人。

首先，奧茲坎及其同事選用聚二甲基矽氧烷（PDMS）等軟材料來增加微型機器人的“身體順應性（body compliance）”，使其運動能力變強。奧茲坎說：“透過使我們的微型機器人變得柔軟，它們能夠利用自己的身體順應性越過障礙，就像昆蟲、老鼠等生物系統那樣。”

同時，微型機器人搭載常規執行器來實現小型化和無繩移動。

經過嘗試，研究人員製成了微型四足機器人SQuad。該機器人有手掌大小，裝配了整合直流電動機的柔性C型腿，可以自由旋轉。

研究人員透過一系列試驗評估了SQuad的效能，並將其與一個剛性材料製成的機器人進行比較。結果顯示，SQuad的運動效能更好。

SQuad能夠爬過比其身高還高1.44倍的障礙物，但剛性機器人只能爬過其身高0.88倍的障礙物。研究人員認為，這是因為兩款機器人身體順應性的差異。

在未來，SQuad可以在陸地上完成各種簡單的任務。由於具備高度靈活性、身體順應性和增強的穿越障礙能力，SQuad可以爬過狹小的開口及在非結構化或不平坦的地形上運動。

奧茲坎也對SQuad的應用表現出信心，他說：“我們認為，透過在機器人背上加一個小型攝像機，我們可以將這種機器人用於檢查目的；透過整合一個攝像機和麥克風，就可以將其用於在倒塌的建築物下尋找倖存者。”

土耳其畢爾肯大學研究人員推出的微型四足機器人集合了傳統微型、軟體機器人的優點，能夠爬越身高2.44倍高的障礙物，未來或可應用於檢查、救援等場景。

此外，為了使SQuad能夠應用於更多場景，研究人員還在繼續更新設計，鑽研能提升機器人步態和動作的技術及效能更好的新型聚合物。

奧茲坎還表示研究團隊正在增加一個身體收縮機制，“（它能）使我們的機器人在透過比其橫截面面積小的開口時，短暫地收縮身體，就像老鼠的行為那樣。我們還在研究機器人的動力學模型，以便更好地理解微型機器人、軟體機器人的運動。”

文章來源：Tech Xplore