软机器人

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Science正刊 用一根软管造就史上最简单的软机器人!
机器人圈· 2025-05-13 18:44
软体机器人创新设计 - 受自然界动物运动机制启发,开发出无需中央处理器控制的软体机器人,通过神经系统、身体结构与环境的协作实现自主运动 [2] - 荷兰研究团队开发的自振荡肢体系统在恒定气流驱动下能以300赫兹频率自主踏步,运动速度比现有机器人快几个数量级 [3] - 该系统通过物理交互展现智能行为,包括自主避障、水陆步态切换和趋光性,为高效能自主机器人开辟新途径 [3] 自振荡肢体技术 - 设计灵感来源于喷水软管振荡和充气跳舞人,使用硅胶软管在3D打印支架中形成自动抖动肢体 [5] - 注入恒定气流后软管每秒摆动100次,呈现"踩地-抬脚"周期性动作,无需控制电路 [5] - 通过追踪折点变化发现四个关键阶段,形成自我维持的振荡机制,可通过调节进气量控制频率 [7] 多肢体协同运动 - 通过改变连接管长度实现两种步态:短管同步运动、长管交替前进 [10] - 四肢软体机器人在28升/分钟气流驱动下速度达每秒1.1米,呈现瞪羚式跳跃步态 [10] - 重新设计的"充气袋"式软肢仅需0.1升/分钟气流,无线机器人总重77克,速度每秒18厘米 [13] 环境适应能力 - 机器人能根据环境自动改变运动模式:陆地同步、水中交替步态 [15] - 遇到障碍物时能自动调整方向逃脱,加装光敏电阻后具备趋光性,可追随光源前进 [15] - 通过与环境的物理交互实现自发同步运动,在不同地面保持节奏一致 [13] 设计理念创新 - 通过身体结构和环境互动模糊传统"驱动-控制-感知"边界,实现运动、决策和反馈一体化 [19] - "高度耦合、结构驱动"的设计理念可能成为软体机器人发展新方向 [19]