藤蔓机器人可以随需应变

一项新的研究发现,模仿常春藤藤的机器人可以以比一般人可以跑的速度快几千倍的原始长度。

科学家们说, 新的柔软柔软的机器人有一天可以在紧张的情况下使用,例如穿过瓦砾或人体内的蛇。

以前,科学家已经设计出了复制动物和其他生物体移动方式的机器人,从连接的腿部和拍翅到飞行的身体和起伏的尾巴。

除了运动 – 从一个地方移动到另一个地方的能力 – 细胞和生物体可以通过成长来导航他们的环境。例如,神经元向外分支,将自身融入四肢,根部向下生长到土壤中以吸收水分和营养物质。

研究主要作者艾略特·霍克斯(Elliot Hawkes)是加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的机器人专家,受到启发,开发出一种机器人,它在“看着英国常春藤植物”之后,经历了几个月的发展,逐渐在书架的角落里寻找阳光,他认为,以一种非常缓慢的方式,它正在某个地方,“他说。

增长超过运动的一些优势包括通过狭窄空间进行操纵并形成潜在有用的3D结构的能力。然而,到目前为止,生长的机器人只能延长其身长的一到五倍,速度可达每小时约23.6英寸(60厘米)。

现在,霍克斯和他的同事开发了一种机器人,可以以高达22英里每小时(35.4公里/小时)的速度长达数千倍的机身长度。相比之下,一般人可以短时间运行约15英里每小时(24公里/小时),世界上最快的人Usain Bolt可以运行高达约28英里每小时(45公里/小时),根据全国力量与健身委员会。

新开发的机器人由柔软的,柔性的聚乙烯制成,是世界上最常见的塑料。它从其尖端通过内部空气压力生长,其将储存在其底部的塑料管推向其身体的核心。研究人员说,机器人最初长约11英寸(28厘米),但可以快速达到约236英尺(72米)的最大长度。

霍克斯告诉现场科学:“身体不会随着技巧的延伸而移动。“也就是说,你可以把机器人的身体紧紧地握在你的手中,提示会持续增长。”

机器人的内部被分成几个单独的室,通常在身体的两侧有一个。为了使机器人向左或向右转,科学家比另一方更夸张。

机器人在其尖端配备有相机,因此它可以感测光。相机通过机器人身体的电缆将数据传输到机器人的基座。对于他们的研究,科学家们让机器人使用相机的数据来帮助它发光,就像植物一样。霍克斯说,摄像机还可以向操作员发送全彩视频,以帮助他们引导机器人。[ 超智能机器:7机器人期货 ]

科学家们说,在实验中,机器人可以通过狭窄的间隙和覆盖在胶水或指甲上的表面生长 – 机器人在穿刺时没有损失太多的空气压力,因为指甲部分堵塞了自己的孔。机器人还可以拉电缆,喷洒水雾以窒息火灾,并形成可用于转动阀门的三维结构,如钩。

霍克斯说,在一个实验中,其中一个机器人可以施加足够的力量来抬起一个154磅(70公斤)的箱子。他补充说:“我们对这样一个简单的设备如何能够通过充满挑战的环境造成如此强劲的运动感到惊讶。“几乎不可能阻止它延长。”

霍克斯说,这些机器人的一个潜在应用是搜索和救援行动,“机器人可以通过瓦砾和碎片生长,潜在地寻找幸存者。“与小动物灵感的搜索和救援机器人不同,越来越多的机器人的身体可以作为将氧气或水传递给被困的幸存者的渠道。

霍克斯说:“在一个相关的应用中,我们设想消防员将机器人种植到火源发出水,而不是不得不从远处喷雾,或者冒着消防员的生命危险接近火焰。”

这些机器人也可以用于微创手术。霍克斯说:“我们已经成功地将机器人身体直径缩小到1.8毫米(0.07英寸),目前正在与神经外科医生合作。

霍克斯警告说,他们的工作“明天还没有准备好起火或进行大脑手术,但我们希望能够导致成熟的技术,使世界发生变化。”

机器人目前是手工制作的。“我们希望自动化机器人的制造,使其几十个成本几乎没有任何东西,并用于搜索和救援情况,”霍克斯说。“我们也在探索新的,更健壮的身体材料,如撕裂尼龙和凯夫拉尔,我们也希望继续开发手术应用,希望在不久的将来进行体内测试[活体动物实验]。 “