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原标题:灵活如鱼!该机器人配备了蛇形柔性骨骼,可以在压力下“弹出”三个长度

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编译|熊大宝

编辑|李水清

4月23日消息,近日,根据国际学术顶级期刊《科学》的子期刊《科学机器人学》上发表的文章,巴塞罗那理工学院研发出了一种基于骨骼肌的仿生混合软机器人。

这个机器人类似于鳗鱼,配有3D打印的蛇形柔性骨架。它具有自应力能力,可以在外界环境中调整自己的运动方式,最高速度为每秒800微米,比其他骨骼生物机器人快。

仿生混合软机器人是继微型游泳机器人、爬行机器人和步行机器人之后的一个新领域。它是软机器人的“升级版”,内部构件已经从纯合成材料转变为天然生物材料和合成材料的组合。其中,生物材料可以提供人工材料无法精确复制的独特特性,如提高机器人对外界环境的应激能力。

论文链接:

https://robotics.sciencemag.org/content/6/53/eabe7577

第一,配备3D柔性骨骼,增强生物机器人的机动性

到目前为止,大多数软机器人的研究都涉及到骨骼肌或心肌的使用。基于骨骼肌的生物机器人通常缺乏机动性和力量。

为了解决这个问题,研究人员设计了一个形状像鳗鱼的柔性水生生物弹簧模型,并对其形状进行了优化。

柔性骨具有高柔韧性、可变形性和能量吸收的特点,对环境的适应性强。

研究人员用3D打印了这个模型,作为骨骼生物机器人的支架,它大约260微米长,只能在一个方向上前进。

在运动的电刺激下,骨骼生物机器人会产生肌肉收缩,从而压缩骨骼弹簧;当刺激消除后,弹簧中的能量被释放,推动生物机器人前进。

二、滑动、爆炸双运动模式,速度可达每秒800微米

这个鳗形骨架生物混合机器人有滑动和爆裂两种运动模式。

在滑动模式下,它像溪流中的鱼一样缓慢移动;在突发模式下,它就像一条警觉的鱼,可以快速地从静止状态切换到运动状态。

测试表明,它可以达到每秒800微米的速度,相当于每秒三个身体长度。

据研究人员称,这种速度已经远远超过了任何其他基于骨骼肌的生物机器人,与基于心肌的生物混合机器人相当。

他们认为他们的设计可能会使其他新的混合机器人具有更高的力输出,这可以用来使游泳机器人更快或工作机器人更强大。

结论:软骨将增强仿生机器人的机动性

在蛇形结构的三维柔性骨架的支持下,仿生机器人可以更加灵活,对环境的适应性更强。

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