受狗启发无需电机的仿生机器人 一旦启动就能自动运行
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虽然我们最近看到了许多四足"机器狗",但它们都需要控制电机来保持奔跑的步态。然而,一种实验性的新型机器狗一旦启动,就能自行保持奔跑状态。该装置由瑞士 EPFL 研究所的加拿大机器人学学生米卡埃尔-阿奇卡尔(Mickaël Achkar)根据现有的实际奔跑狗的运动捕捉数据制作而成。
利用一种称为主成分分析的技术,数据被分成多个描述狗运动主轴的矢量,进而指导设计。最终设计出的两侧对称机器人用金属杆代表骨骼,用三维打印聚合物滑轮代表关节,用细钢缆代表肌腱。与真狗一样,它的四条腿各有三个关节,每个关节都能与其他关节进行机械协调。
当阿奇卡尔及其同事尝试在电动跑步机上测试机器人时,他们惊讶地发现,一旦机器人开始奔跑,跑步机的运动就是它保持奔跑的全部动力。虽然机器人配备了可以用来移动每条腿的电机,但这些电机并不需要一直处于激活状态。
阿奇卡尔说:"起初我们认为这可能是一种侥幸。于是我们稍微改变了一下设计,再次测试机器人--结果它再也跑不动了。"
科学家们接着在机器人的后部增加了一个类似钟摆的配重,以帮助机器人在开始运行后保持运动。尽管如此,这个机器人显然不是永动机,它仍然利用电机进行跳跃和跨过障碍物等运动。
阿奇卡尔说:"我们的目标不是与超高科技的机器狗竞争,而是探索生物启发的机器人设计。这就需要磨练机器人的基本设计,修改其被动特性,从而只需要简单的控制系统,同时最大限度地发挥机器人的能力。我们在这里所做的工作--使关节协同工作--已被证明有助于制造机器人手和其他身体部位。"
您可以在以下视频中看到机器人像狗一样奔跑的动作。
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2023-08-22 22:50:49
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