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可拉伸的織物誕生 機器人模塊可以編隊行進了
2023年07月20日 13:39:42來源：OFweek機器人網(wǎng)點擊量：36757
導(dǎo)讀謝菲爾德大學(xué)科學(xué)家在《自然通訊》雜志上發(fā)表了最新的一項研究，一款能夠收縮、增大尺寸和精確移動的機器人織物已經(jīng)誕生了，該研究首次表明彈性連接使容易出錯的機器人模塊能夠排成隊形行進，其性能優(yōu)于剛性連接或根本沒有連接的模塊。
　　【智慧城市網(wǎng) 科技動態(tài)】謝菲爾德大學(xué)科學(xué)家在《自然通訊》雜志上發(fā)表了最新的一項研究，一款能夠收縮、增大尺寸和精確移動的機器人織物已經(jīng)誕生了，該研究首次表明彈性連接使容易出錯的機器人模塊能夠排成隊形行進，其性能優(yōu)于剛性連接或根本沒有連接的模塊。
 
　　這項研究由大學(xué)自動控制和系統(tǒng)工程系的Roderich Gross博士領(lǐng)導(dǎo)，首次證明了低功耗大約 50 便士硬幣大小的機器人模塊是如何通過彈性網(wǎng)格連接在一起并移動可靠地沿同一方向，形成智能機器人結(jié)構(gòu)。
 
　　這項研究為超低功耗機器人織物的開發(fā)鋪平了道路，這種織物可以在人類無法進入的空間(例如地下水管)中導(dǎo)航以尋找裂縫，或者可以收縮并部署在人體內(nèi)部以提供醫(yī)療服務(wù)、監(jiān)測或治療。
 
　　該研究中開發(fā)的原型織物由小型機器人模塊(稱為Kilobots)組成，由于尺寸有限，這些模塊的功率低且處理能力低，每個Kilobot都使用振動電機來移動，但無法精確控制自己的方向，當它成為彈性網(wǎng)格的一部分時，它與附近的其他模塊進行通信，以便該組集體決定如何最好地移動和表現(xiàn)。
 
　　謝菲爾德大學(xué)機器人和計算智能高級講師Roderich Gross博士表示：“之前的研究著眼于能夠感知周圍環(huán)境或改變外觀的智能織物。這項研究著眼于從一個地方移動到另一個地方的智能織物，從長遠來看，自動移動、可拉伸的織物可以應(yīng)用于醫(yī)療應(yīng)用，例如，包裹器官的受損部分，然后以高空間分辨率監(jiān)測或刺激它。”
 
　　這意味著它們可以在沒有人類幫助的情況下自行部署，未來，這種織物可以有效地在人類無法進入的空間中導(dǎo)航，例如檢查噴氣發(fā)動機的內(nèi)部。
 
　　在這項研究中，研究人員生產(chǎn)了由49個Kilobot模塊組成的機器人織物，他們的實驗表明，單個模塊無法獨立沿直線移動，由 16 個模塊組成的結(jié)構(gòu)可以沿直線移動，但持續(xù)時間很短，結(jié)構(gòu)中的模塊越多，它朝著連貫的方向移動就越成功。
 
　　研究中的進一步實驗表明，織物成功地沿著所需的路徑(圓形)移動，并且織物首先改變形狀以適應(yīng)想象的較小空間，然后恢復(fù)其原始形狀。然而，當模塊是剛性網(wǎng)格的一部分時，它們無法沿一致的方向移動。
 
　　這與鳥類成群遷徙的方式類似，數(shù)量較多的個體能夠比數(shù)量較少的個體更有效地協(xié)商遷徙地點，這被稱為“多錯原則”。
 
　　然而，與之前關(guān)于多錯原則的研究不同，謝菲爾德學(xué)者研究的模塊并不僅僅依賴于他們收集和使用信息的能力，相反，彈性網(wǎng)格內(nèi)的物理粘合有助于協(xié)商。這意味著模塊更少依賴能源密集型感知和思維以連貫的方式運行，有助于它們的小型化和實現(xiàn)包含數(shù)千個模塊的結(jié)構(gòu)。
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