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可拉伸的織物誕生 機(jī)器人模塊可以編隊(duì)行進(jìn)了
2023年07月20日 13:39:42來(lái)源：OFweek機(jī)器人網(wǎng)點(diǎn)擊量：36758
導(dǎo)讀謝菲爾德大學(xué)科學(xué)家在《自然通訊》雜志上發(fā)表了最新的一項(xiàng)研究，一款能夠收縮、增大尺寸和精確移動(dòng)的機(jī)器人織物已經(jīng)誕生了，該研究首次表明彈性連接使容易出錯(cuò)的機(jī)器人模塊能夠排成隊(duì)形行進(jìn)，其性能優(yōu)于剛性連接或根本沒(méi)有連接的模塊。
　　【智慧城市網(wǎng) 科技動(dòng)態(tài)】謝菲爾德大學(xué)科學(xué)家在《自然通訊》雜志上發(fā)表了最新的一項(xiàng)研究，一款能夠收縮、增大尺寸和精確移動(dòng)的機(jī)器人織物已經(jīng)誕生了，該研究首次表明彈性連接使容易出錯(cuò)的機(jī)器人模塊能夠排成隊(duì)形行進(jìn)，其性能優(yōu)于剛性連接或根本沒(méi)有連接的模塊。
 
　　這項(xiàng)研究由大學(xué)自動(dòng)控制和系統(tǒng)工程系的Roderich Gross博士領(lǐng)導(dǎo)，首次證明了低功耗大約 50 便士硬幣大小的機(jī)器人模塊是如何通過(guò)彈性網(wǎng)格連接在一起并移動(dòng)可靠地沿同一方向，形成智能機(jī)器人結(jié)構(gòu)。
 
　　這項(xiàng)研究為超低功耗機(jī)器人織物的開(kāi)發(fā)鋪平了道路，這種織物可以在人類無(wú)法進(jìn)入的空間(例如地下水管)中導(dǎo)航以尋找裂縫，或者可以收縮并部署在人體內(nèi)部以提供醫(yī)療服務(wù)、監(jiān)測(cè)或治療。
 
　　該研究中開(kāi)發(fā)的原型織物由小型機(jī)器人模塊(稱為Kilobots)組成，由于尺寸有限，這些模塊的功率低且處理能力低，每個(gè)Kilobot都使用振動(dòng)電機(jī)來(lái)移動(dòng)，但無(wú)法精確控制自己的方向，當(dāng)它成為彈性網(wǎng)格的一部分時(shí)，它與附近的其他模塊進(jìn)行通信，以便該組集體決定如何最好地移動(dòng)和表現(xiàn)。
 
　　謝菲爾德大學(xué)機(jī)器人和計(jì)算智能高級(jí)講師Roderich Gross博士表示：“之前的研究著眼于能夠感知周圍環(huán)境或改變外觀的智能織物。這項(xiàng)研究著眼于從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方的智能織物，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，自動(dòng)移動(dòng)、可拉伸的織物可以應(yīng)用于醫(yī)療應(yīng)用，例如，包裹器官的受損部分，然后以高空間分辨率監(jiān)測(cè)或刺激它。”
 
　　這意味著它們可以在沒(méi)有人類幫助的情況下自行部署，未來(lái)，這種織物可以有效地在人類無(wú)法進(jìn)入的空間中導(dǎo)航，例如檢查噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部。
 
　　在這項(xiàng)研究中，研究人員生產(chǎn)了由49個(gè)Kilobot模塊組成的機(jī)器人織物，他們的實(shí)驗(yàn)表明，單個(gè)模塊無(wú)法獨(dú)立沿直線移動(dòng)，由 16 個(gè)模塊組成的結(jié)構(gòu)可以沿直線移動(dòng)，但持續(xù)時(shí)間很短，結(jié)構(gòu)中的模塊越多，它朝著連貫的方向移動(dòng)就越成功。
 
　　研究中的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，織物成功地沿著所需的路徑(圓形)移動(dòng)，并且織物首先改變形狀以適應(yīng)想象的較小空間，然后恢復(fù)其原始形狀。然而，當(dāng)模塊是剛性網(wǎng)格的一部分時(shí)，它們無(wú)法沿一致的方向移動(dòng)。
 
　　這與鳥(niǎo)類成群遷徙的方式類似，數(shù)量較多的個(gè)體能夠比數(shù)量較少的個(gè)體更有效地協(xié)商遷徙地點(diǎn)，這被稱為“多錯(cuò)原則”。
 
　　然而，與之前關(guān)于多錯(cuò)原則的研究不同，謝菲爾德學(xué)者研究的模塊并不僅僅依賴于他們收集和使用信息的能力，相反，彈性網(wǎng)格內(nèi)的物理粘合有助于協(xié)商。這意味著模塊更少依賴能源密集型感知和思維以連貫的方式運(yùn)行，有助于它們的小型化和實(shí)現(xiàn)包含數(shù)千個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)。
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