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折纸为灵感,哈佛大学研发水下球形机器人,专门捕获海底柔软生物

2018-07-22 13:18来源:

原标题:折纸为灵感,哈佛大学研发水下球形机器人,专门捕获海底柔软生物

本文来源:机器人大讲堂

绚烂多彩的海底世界,一直是科学家们积极探索的另一个神秘空间。那里有色彩斑斓的珊瑚,有纯净优雅的水母,有各种各样比人类存活要长很多很多的远古生物。据科学家介绍,海底世界是地球上资源最广又开采最少的自然环境,而且至少还有100万种尚未挖掘的物种。而且许多未被发现的水生动物是凝胶状的,因此超级脆弱。传统的捕获技术,如网,通常会破坏这些生物。

但海底危机四伏的环境并不适宜人类亲自抵达,而所借助的机器人大多又粗糙坚硬,没办法将古老的软体动物完好无损的带回陆地。因此开发一种柔软的机器人抓手,成为解决这一问题的出路。近期哈佛大学的研究人员就研发了这样一款柔软抓手,并把详细文章发表在了《science robotics》上。

这是一款以折纸为灵感的机器人抓手,全名为rotary actuated dodecahedron缩写为rad,它看上去像一个5瓣的花朵,当机器人抓手的5个花瓣关合时,从外形上看是一个中空的十二面体,能够在观察到猎物时迅速关合并且给猎物留下足够的空间。

机器人的5个花瓣完全相同,是通过3d打印的聚合物,这种材料质地柔软耐用。花瓣们被连接到一系列的旋转接头上,这些旋转这头连载一起形成支架。

这个抓手最神奇的地方,是受到折纸的启发,机器人的5个花瓣附着在一系列的旋转接头上,仅需要一个电机就能让整个结构围绕其关节旋转,将抓手折叠成中孔的12面体。而且研究人员尝试了集中不同的形状,但这种12面版的效果最好。

目前这款机器人抓手已经在水族馆内进行了测试,它能够成功捕获并释放柔软的水母,而不对它造成任何伤害。

而且,这款机器人抓手还被安装在了一款水下机器人机体上,并成功潜入700米海底警醒了深度测试。在远程测试中它也成功捕获并释放了鱿鱼、章鱼和水母等标本。

这款机械手的研发兼文章的第一作者表示,rad采样器设计非常适合深海环境,因为它的控制非常简单,因此可以使元素更少。它也是模块化的,所以如果有什么东西坏了,我们可以简单地更换部件并将采样器送回水中,而且这种折叠设计也非常适合在太空中使用。

研究人员正在开发一种更耐用,更坚固的rad版本,用于更复杂的水下任务,如海洋地质甚至建筑项目。未来,rad还可以配备内置摄像头,触摸传感器甚至dna测序技术。因此,除了捕捉海洋生物之外,rad最终还是能够在该领域进行自己的研究。

有意思的是,关于这种设备,就连国家地理杂志也在网站上刊登并且大篇幅报道了,可想而知,这种设备的对于探测海底世界意义还是深远的。

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