【加點製造】小機器人力量大!垂直地板也不會掉下來

作者:Addmaker

機器人的功能與型態相當多樣,天上飛、地上爬、水下游的通通都可見,尤其許多機器人體型越做越小,在極小的身體內隱藏巨大的量能,潛力大、應用領域廣。

長「尾巴」的機器人,在牆壁都不會掉下來

當跳躍的壁虎以頭或前腳撲出碰到樹幹時,它會掛在樹幹上,而不是被彈走或是掉到地上。科學家發現了壁虎這樣運動的機制,並在一個小機器人上運用了這樣的能力。

(圖片來源:Addmaker 提供)

新研究是由加州柏克萊大學的 Robert Full 帶頭,集合了德國、英國與紐約的團隊進行。整個研究的起點,是研究人員在新加坡進行田野調查時,發現許多壁虎會藉由跳躍/滑翔到別的樹幹,雖然牠們會試圖避免以頭部著陸,但這個情況很難避免,發生時壁虎前進的速度很快,約每秒6公尺,且當牠們的頭、肩膀或前腳從樹上回彈時,壁虎有種特殊機制,可以用長尾巴壓在樹幹上,以後腿作為支點,這樣的槓桿作用讓壁虎免於整個後翻掉到地上。

(圖片來源:Addmaker 提供)

科學家以 3D 列印機器人重現這樣的機制。這個小機器人除了有四條腿覆蓋滿魔鬼氈,還有一條長尾巴和內建的自動肌腱,在前腳與硬表面接觸時,觸發肌腱、下壓尾巴。

以此設計的小機器人,當被發射到一面覆蓋了毛氈的牆面時,可以有 55% 的機率成功「上牆」而不會後翻往下掉,而是黏住牆面。雖然聽起來不是太高,但沒有尾巴的機器人,其成功率會掉到只剩 15%。這與在野生壁虎身上的觀察結果一致──有尾巴的壁虎有將近 87% 的上牆成功率,但因為逃避捕食者等因素而失去尾巴的壁虎,幾乎都會落到地上。

科學家希望藉由機器人模擬壁虎,測量並觀察出野外壁虎無法得知的數據。目前的資料顯示,長尾巴是壁虎可以成功落到另一個樹幹的重要關鍵,而對於這個行為的理解,有助於未來應用在其他領域,還可以透過改變尾巴的組成與角度,更進一步控制機器人的動作。

磁場驅動的微型機器人,移動速度與人類相當

科技進步讓微型機器人越來越小、能做的事情越來越多,西北大學的研究團隊最近開發出的微型機器人,尺寸只有 10 美分硬幣大(直徑約 18 公釐),但它們卻可以用人類的速度移動,將東西撿起來搬到新的地方、爬坡,甚至是用霹靂舞的地板動作來投出攜帶的物件!

一片看起來像是被削下來的檸檬皮,實際上是開發團隊從水生動物觀察製作出來的微型機器人。開發團隊用含水量 90% 的軟外殼材料搭配鐵磁性鎳骨架製作,讓它們可以像生物一樣彈性地移動。

原理是利用軟外殼的分子結構材料吸水、排水來改變腳的支撐方式,當機器人要移動時,會先用光來刺激外殼材料,其分子會排出水讓機器人的腳變硬,硬到可以移動、搬運物體,此時就能利用外部磁場來移動機器人,路徑則可用程式碼寫出,目前機器人移動速度約一步一秒,相當於人類行走的速度。

這款軟機器人非常適合在水生環境下運作,且相比電子設備的硬機器人更適合在人體內運作,因此研究人員希望將它製作到更小的版本,協助醫療上在人體內進行藥物輸送,甚至是用一批軟機器人來處理需要縫合的傷口。

(本文經同意轉載自 Addmaker,原文為以壁虎為師!科學家研發可以「軟著陸」牆面的機器人像海洋生物一樣靈活!西北大學開發微型機器人;責任編輯:賴佩萱)

加點製造 AddMaker

Author: 加點製造 AddMaker

加點製造是屬於產品開發的專業知識平台,可以在加點這裡討論設計與製造技術,也可以發現優秀的生產廠商。 加點製造也有豐富的好文章,請見:https://mag.addmaker.tw/

Share This Post On

發表

跳至工具列