中国的仿生机器人利用创新材料技术复制了猎豹的动作

知新了了 2025-02-24 11:21:28

该机器人有效地复制了猎豹的跑步步态,并展示了爬坡道的能力。

机器人专家和计算机科学家受到人类和动物的启发,创造了各种各样的系统。发表在《仿生工程杂志》上的一篇论文介绍了最新的机器人,它是用压电材料设计的,压电材料是一种受到机械应力时会产生电荷的材料。

压电机器人采用电压差驱动方法实现直线运动、转弯运动和变半径转弯运动。研究人员解释说,他们制造了一个重38克、尺寸为150 × 80 × 31立方毫米的原型机。

压电机器人具有直线运动和旋转运动

新型H形仿生压电机器人(H-BPR)由三根压电梁连接的四条腿组成。通过利用压电梁的弯曲振动,机器人模仿猎豹跑步步态的周期性腿部运动。

研究人员分析了压电机器人的动力学和运动学,以确定机器人腿末端点的轨迹。然后,他们检查了机器人的运动原理,随后使用有限元分析软件进行了模态和谐波响应分析。

研究人员在摘要中写道:“性能测试结果表明,在320V的激励电压和55g的负载能力下,压电机器人的最大速度为66.79mm/s。此外,具有不等驱动腿的H-BPR具有更好的爬坡性能,所得结论对压电机器人选择腿高具有参考价值。”

与其他依靠压电材料中的波来运动的机器人不同,这些研究人员开发的新系统具有更简单的设计,使其更容易制造。此外,它还提供了更广泛的运动范围,因为它的运动和转弯半径都可以通过改变施加的电压来调节。

新的机器人设计为集成微型传感器提供了可能性

研究人员和他们的同事已经开发了一个机器人的基本原型,能够携带小载荷。在未来,这种设计可以适应微型传感器或摄像头,扩大机器人的功能。

在一系列现实世界的实验中,该团队开发的原型机显示出了令人鼓舞的结果。该机器人有效地复制了猎豹的跑步步态,并展示了爬不同倾斜度坡道的能力。

研究小组开发的这种创新机器人系统可能会导致使用压电材料制造类似的机器人。展望未来,该团队的目标是改进机器人的设计,使其能够在极端温度、恶劣气候或危险环境中有效地工作,使其成为工业用途或搜索和救援任务的理想选择。

去年,昆士兰科技大学(QUT)的研究人员也取得了类似的突破,他们探索了动物大脑是如何导航的,从而创造出更高效的机器人系统。动物,无论大小,都能熟练地在从森林到沙漠的各种环境中移动。由Somayeh Hussaini领导的团队开发了一种新的导航系统,该系统从动物大脑处理信息的方式中获得灵感,旨在提高机器人导航的效率。

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