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斯坦福大学打造多刺抓爪 想让机器人上房揭瓦?

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科技传媒网 科技新媒体 2016-10-12 15:23

斯坦福大学打造多刺抓爪 想让机器人上房揭瓦?,斯坦福大学 让机器人

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科技传媒网讯 科技媒体网站网易科技10月12日消息,据国外媒体报道,10多年前,斯坦福大学机器人专家开始试验利用非常小的刺阵列来帮助攀岩机器人抓握粗糙表面。这些微型刺抓爪此后被应用于各类研究用机器人,NASA(美国宇航局)最近也认定微型刺是宇宙飞船附着于小行星的最佳途径。

近日,在IEEE/RSJ智能机器人与系统国际会议上,来自斯坦福大学的Shiquan Wang展示了针对攀岩机器人的一种全新的基于微型刺的手掌设计。这些手掌所使用的微型刺能够支撑的重量达到旧式设计的4倍,这将足以让JPL的RoboSimian DRC机器人成为攀岩冠军。这种机器人可不仅仅能够爬上斜坡:它将能够攀爬垂直的岩石表面,甚至能够攀爬悬岩。

微型刺的运作原理类似于小小的爪子。它们能够抓握粗糙的表面,虽然每个刺都很细短,不能抓握很大的面积,但它们的数量足够多,你就可以支撑起很大的重量(又或者抵受很大的力量)。前一代的微型刺设计,包括NASA用于小行星重定向任务的那些微型刺,都很柔顺,能够通过让每个微型刺找到自己小小的抓握点抓住非常粗糙的表面。那种柔性设计非常适用于很多的用途,但柔性机制比较笨重,因而减少了你能够塞入抓爪的微型刺数量。

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微型刺抓爪近照

如果你的目标是支撑起尽可能多的重量,迎合诸如攀岩的应用,你想要有尽可能多的刺插入表面来支撑重量,你就得采用其它的设计了。这正是斯坦福大学的新抓爪设计的起源:通过去除刺几乎所有的柔性,你就能够大大提高刺的密度。刺的表面面积占比呈现下降,但由于你能够塞入多得多的刺,你最终能够处理的重量会大得多。

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左图对比早前的刺机制设计(上)和全新的线性约束设计(下),有图显示刺砖片(上)和单个带有微型弹簧的刺(下)

这些新刺设计简单明了:每根15mm长的钢刺套入3D打印的套管,连接的弹簧会将其下压到它尝试抓握的表面。那个柔性轴有助于刺抓握非常粗糙的表面,60根刺形成一个面积为18mm x 18mm的“砖片”。然后,12个砖片共同组成这个手掌原型,每个砖片都有一点回旋空间,这有助于它更好地优化负载分配。所有的刺都稍稍倾向手掌抓握的表面,这意味着它们会在有力量施加到手掌时发挥作用,但当力量往相反方向抽离时,手掌也能够轻松脱离表面。

研究人员在九种不同的表面上对该完整的手掌原型进行了测试,取得了高达710N的剪切附着力,相当于旧式设计的4倍多。它并不只是能够适用于极其平滑或者极其粗糙的表面,事实上,大多数的岩石表面(其中包括混凝土面层),它都适用。接下来,该手掌设计将扩展到包含被微型刺覆盖的柔性手指和脚趾,未来JPL的RoboSimian机器人能够利用这种设计实现什么样的功能非常值得期待。(乐邦)

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原文链接:http://www.itmsc.cn/archives/view-126666-1.html
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(责任编辑:夏喧)

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