新型類生物四足機(jī)器人實(shí)現(xiàn)多種生態(tài)轉(zhuǎn)換

【資料圖】

9月6日，記者從南方科技大學(xué)了解到，南科大機(jī)械與能源工程系博士唐昭，英國(guó)皇家工程院院士、南科大講席教授戴建生有關(guān)類生物變胞機(jī)器人期刊文章獲評(píng)國(guó)際著名期刊《ASME機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)器人學(xué)技術(shù)期刊》2022年“最佳期刊論文獎(jiǎng)”，以表彰該篇期刊論文對(duì)機(jī)構(gòu)學(xué)與機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)。

據(jù)了解，論文提出的一種新型類生物機(jī)器人——變胞機(jī)器人Origaker，是一種基于空間變胞機(jī)構(gòu)的類生物四足機(jī)器人。該機(jī)器人能夠在不需要拆卸和重新組裝的情況下，實(shí)現(xiàn)爬行動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物和哺乳動(dòng)物等不同生物形式的轉(zhuǎn)換。

通過變胞機(jī)構(gòu)與四足機(jī)器人的結(jié)合，Origaker實(shí)現(xiàn)了軀干結(jié)構(gòu)在垂直和水平兩個(gè)方向上的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了軀干機(jī)構(gòu)的不同變化，改變了軀干和腿部之間的位置關(guān)系，完成了不同類生物體的軀體轉(zhuǎn)化與進(jìn)化，演示了進(jìn)化機(jī)器人的奇妙結(jié)構(gòu)演變與多態(tài)性以及多功能性。

此外，該論文還展示了一系列全新步態(tài)和運(yùn)動(dòng)策略，如快速旋轉(zhuǎn)步態(tài)、爬樓梯步態(tài)、跌倒后自我恢復(fù)、折疊收縮、穿越狹窄通道和直角彎道瞬間改變前進(jìn)方向等。通過理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試，研究證明Origaker可以進(jìn)行多種生態(tài)轉(zhuǎn)換。在爬行類生物形態(tài)下，具有良好的全方向移動(dòng)性能；在節(jié)肢類生物形態(tài)下，比較適合翻越垂直方向上的障礙；在哺乳類類生物形態(tài)下，可以穿過比較狹窄的一些通道。

通過重構(gòu)和軀干-腿的協(xié)調(diào)并用，Origaker將自然界中三種不同足式動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)特性集于一身，提高了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度、穩(wěn)定性及對(duì)復(fù)雜地形的適應(yīng)能力。Origaker的設(shè)計(jì)和功能使得它在應(yīng)對(duì)各種環(huán)境和任務(wù)時(shí)具有極大的靈活性和適應(yīng)性。

這一國(guó)際領(lǐng)先研究的成果為未來開發(fā)更先進(jìn)的下一代類生物變胞機(jī)器人特別是結(jié)構(gòu)智能進(jìn)化機(jī)器人及智能控制算法奠定了雄厚的基礎(chǔ)。

變胞類生物足式機(jī)器人高度適應(yīng)野外變化與環(huán)境 研究團(tuán)隊(duì)供圖

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