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另辟蹊径:哈佛大学简化软体机器人开发过程

原文:Mimicking biological movements with soft robots
作者:Leah Burrows
译者:张新慧
责编:唐小引

设计出像手指一样会弯曲或像手腕一样能扭转的软体机器人向来只停留在实验探索阶段。现哈佛大学约翰·鲍尔森工程和应用科学院(SEAS)怀斯生物启发工程研究所的研究者们探索出了一种新方法,可以随心所欲地设计出足以完成任何动作的软体制动器。

该研究已发表在美国国家科学院院刊上。

研究者以数学建模优化制动器设计,轻松模仿生物体运动。

約翰·L·勒布自然科学副教授及论文合著者Katia Bertoldi说道:“相比反复实验来不断修改设计,我们更中意于将生物体运动和制动器连接起来,使执行具体动作的制动器设计一目了然的便捷工具。”

手指或膝盖弯曲看似简单,但设计出能够完成相似动作的机器人却异常复杂。

“设计过程之所以复杂,是因为一种类型的制动器不足以完成一系列复杂动作,”SEAS研究生及该研究论文的第一作者Fionnuala Connolly介绍说:“一系列动作需要不同制动器部件分别执行,且要做到一次输入即可完成。”

该团队探索出了运用流体动力及纤维增强型制动器的数学建模来优化制动器设计,使其完成具体动作的新方法。由此设计出的软体机器人在单一压力源驱动下就能像食指一样弯曲,也能模仿大拇指扭动。

图中的软体制动器在单一压力源作用下像大拇指一样弯曲

“该研究简化了执行复杂动作的软体机器人设计,”約翰·L·勒布工程和应用科学副教授,怀斯生物工程研究所核心教职人员以及论文的合著者Conor Walsh评价道:“这一方法可设计出延固定方向移动的机械手或借助肢体动作辅助来活动的可穿戴设备。”

该方法会编入SEAS开发的在线开源“软体机器人工具包”,帮助研究者、教育专家和初出茅庐的创新人才更好设计、装配、模拟、改良和控制软体机器人。


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