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新型软体机器人具有强悍的游泳能力

2021-07-12 07:34 · 稿源: cnbeta

来自新加坡科技设计大学的研究人员将两种不同的方法结合起来,创建了一个综合工作流程,以开发用于设计和制造定制软体机器人的新型自动化流程。该团队开发的方法可以应用于其他类型的软体机器人,实现了以一种简单易行的方式定制机械性能。

软体机器人是全世界研究的一个主要领域,因为软体机器人特别擅长在有人类的环境中工作,而且更加灵活。

软体机器人的灵感来自于生物体的灵活形态,在传感、运动、物体抓取和操纵等方面有广泛的应用。通常情况下,软体机器人是使用手工铸造技术制造的,这限制了研究人员可以实现的复杂性和几何形状。对于新的机器人,该团队使用3D打印或增材制造,在一个支持性矩阵中挤出各种材料油墨。

该工艺特别适合于制造由多种材料或复合材料制成的软体机器人。该团队使用拓扑优化来确保他们的软体机器人的最佳设计,使用数学模型在一组特定的约束条件下设计定制的结构。将这两个步骤优化成一个单一的框架,使作者能够开发出一个集成的工作流程,用于创建定制的软体机器人,同时最大限度地减少潜在的错误。

在他们的研究中,该团队创建出了一个会游泳的自主机器人,其灵感来自于双足动物,工作流程从定义机器人的鳍的几何形状开始,然后利用拓扑优化在规定的材料和运动约束下生成具有所需属性的设计结构。设计被转化为由定制的3D打印机读取的代码,用于制造机器人。

这些软体机器人被设计为在海洋环境中生存,该方法的重点是调整鳍的组成,以评估这些变化如何影响机器人的游泳性能。研究人员在优化后发现,优化后的复合鳍比采用传统铸造的软鳍的同类产品快50%。它也比采用硬鳍的机器人略快。

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