美科学家打造蛇形机器人:灵活到能缠住你的腿
如果你未曾经历过一条机器蛇缠绕你的腿,那么让我为你描述一下这种独特的体验。那是一种极其奇特的感受,仿佛科幻与现实交织。这条机器蛇会悄然无声地爬上你的脚踝,然后缓缓向上攀爬,最终紧紧缠绕在你的膝盖上。虽然它的动作看似蛇蝎般凌厉,但它却并没有真蛇的尖锐牙齿,它由金属关节灵活连接而成,只需按键,便可轻松操控。
在美国卡耐基梅隆大学的仿生机器人实验室中,有一个充满未来感的机械动物园。这里的机器蛇是机器人与动物的奇妙融合。它们不仅借鉴了大自然的灵感,更是在经历了数百万年进化的动物身体中寻找研究的灵感。为什么研究人员会选择研究蛇呢?因为蛇拥有令人惊叹的运动能力。它们能够游泳、攀爬,甚至在各种环境中都能自如地前后左右滑行,甚至还能在空中飞翔。
这些蛇形机器人虽然没有真正的蛇那么复杂,但它们却拥有一种非常方便的体型,能够适应狭窄的空间,这对于未来的救援机器人来说极为重要。在墨西哥地震之后,它们便被带到了灾区,用来搜索倒塌建筑物中的幸存者。它们能够迅速适应复杂的环境,通过狭窄的缝隙寻找生命的迹象。相比于传统救援方式,它们无疑更加高效和便捷。
卡耐基梅隆大学的这款蛇形机器人由16个制动器构成的模块机器人组成,就像一串灵活的关节连接在一起。通过正确的操控,研究人员可以让它完成一系列惊人的动作。虽然它与真正的蛇有所不同,无法折叠骨骼,但它的设计却是对蛇类的一种致敬。卡耐基梅隆大学的机器人专家Matt Travers表示,这种设计融合了生物学与机器人学的精髓,让机器蛇具备了超越真实生物的能力。比如,它可以像鳄鱼一样快速翻滚。
大自然与机器人学之间的相互影响是如此有趣。机器人技术为生物学提供了更深入的机会。Travers和研究人员通过实验揭示了响尾蛇如何攀爬沙坡的秘密。他们发现响尾蛇在攀爬时会产生两种不同的动作,并通过编程让机器人实现了同样的运动模式。机器蛇完全可以成功爬上同一个斜坡。这种仿生设计不仅展示了科技的魅力,更是对自然奥秘的深刻揭示。
现在的目标是要打造一种具备感知能力的机器蛇。实验室的下一代机器蛇将能够感知施加在身上的力量。机器人学专家Hoie Choset表示,他们希望这种机器人在运动上更加逼真,同时也拥有真实的感知能力。这种感知能力使得机器蛇在模拟环境中能够自主前进,感知并应对各种阻力。这意味着在未来的工作中,机器蛇将能够更好地与人类协同合作,提高工作效率和安全性。
一位操作人员表示,机器蛇能够以特定的速度前行,并且能够感知身体在塑料钉上获得的阻力。当遇到太大的阻力时,它会选择阻力最小的路线前行。这种敏感度对于与人类共同工作的机器人来说是必不可少的。通过借鉴动物王国的智慧,工程师们正在让机器人不仅行动更自然,而且能够感知周围环境并作出反应。这才是研究人员进行这项研究的真正目的所在。通过不断的研究和创新,我们期待着机器人在未来能够为我们带来更多的便利和惊喜。(过客)