科羅拉多大學(xué)博爾德分校的工程師從包括蜘蛛在內(nèi)的動(dòng)物世界中獲得靈感，設(shè)計(jì)出了mCLARI。蛛啟信用:uux.cn/海科·卡布茨
（神秘的變形地球uux.cn）據(jù)科羅拉多大學(xué)博爾德分校（丹尼爾·斯特蘭）：這個(gè)變形機(jī)器人變小了很多。在一項(xiàng)新的機(jī)器研究中，科羅拉多大學(xué)博爾德分校的人現(xiàn)工程師首次推出了mCLARI，這是受蜘一種2厘米長(zhǎng)的模塊化機(jī)器人，可以被動(dòng)改變形狀，蛛啟從多個(gè)方向擠過狹窄的變形縫隙。它的機(jī)器重量不到一克，但可以支撐超過其體重三倍的人現(xiàn)額外載荷。
這項(xiàng)研究由Paul M. Rady機(jī)械工程系助理教授Kaushik Jayaram和博士生Heiko Kabutz領(lǐng)導(dǎo)。受蜘他們的蛛啟工作最近在底特律舉行的2023年智能機(jī)器人和系統(tǒng)國際會(huì)議上獲得了關(guān)于安全、安保和救援機(jī)器人的變形最佳論文獎(jiǎng)。
該論文改進(jìn)了該團(tuán)隊(duì)以前的機(jī)器微型變形機(jī)器人CLARI，使其更小更快。人現(xiàn)這種機(jī)器人可以在混亂的環(huán)境中熟練地操縱，從向前跑切換到左右跑，而不是轉(zhuǎn)向，而是改變它的形狀，這使它有可能在重大災(zāi)難后幫助第一反應(yīng)者。這項(xiàng)研究使Jayaram的團(tuán)隊(duì)向?qū)崿F(xiàn)昆蟲大小的機(jī)器人更近了一步，這些機(jī)器人可以在類似于動(dòng)物的自然地形中無縫移動(dòng)——主要是通過結(jié)合柔軟機(jī)器人的適應(yīng)性和剛性機(jī)器人的靈活性。
他們的最新版本在長(zhǎng)度上縮小了60%,質(zhì)量上縮小了38%,同時(shí)保持了其前身80%的驅(qū)動(dòng)功率。該機(jī)器人的速度也是其前身的三倍多，達(dá)到每秒60毫米的運(yùn)行速度，或每秒三倍于其身體長(zhǎng)度。此外，與CLARI類似，該機(jī)器人能夠以各種形狀運(yùn)動(dòng)，并使用多種步態(tài)以多種頻率運(yùn)行。
這種小型化的最新突破是由基于折紙的設(shè)計(jì)和層壓制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，Jayaram和他的同事以前曾用來制造一個(gè)名為HAMR-Jr的機(jī)器人。使用這種新穎的方法，Jayaram和Kabutz能夠在不犧牲機(jī)械靈活性的情況下縮小(或放大)他們的設(shè)計(jì)，使這種機(jī)器人的尺寸更接近現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用需求。這包括檢查和維護(hù)有價(jià)值的資產(chǎn)，如噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。這項(xiàng)新研究的主要作者Kabutz擁有外科醫(yī)生般的手，這使他能夠構(gòu)建和折疊機(jī)器人的微小腿部模塊。Kabutz從小對(duì)機(jī)器人著迷，高中時(shí)參加過機(jī)器人比賽。

麥克拉里擠過縫隙的延時(shí)圖像。信用:uux.cn/海科·卡布茨
“最初，我對(duì)建造更大的機(jī)器人感興趣，”Kabutz說，“但當(dāng)我來到Jayaram的實(shí)驗(yàn)室時(shí)，他真的讓我對(duì)建造昆蟲規(guī)模的生物啟發(fā)機(jī)器人感興趣。”
“由于這些機(jī)器人可以變形，你仍然可以有稍微大一點(diǎn)的尺寸，”賈亞蘭姆說。“如果你的體型稍微大一點(diǎn)，你就能承受更多的重量。你可以有更多的傳感器。你會(huì)有更長(zhǎng)的壽命，更穩(wěn)定。但當(dāng)你需要時(shí)，你可以擠過并進(jìn)入那些特定的縫隙，比如噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的檢查口。”

麥克拉里機(jī)器人的重量不到一克。信用:uux.cn/海科·卡布茨
Jayaram的研究團(tuán)隊(duì)研究來自生物學(xué)的概念，并將其應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在他的實(shí)驗(yàn)室里，你可以找到模仿各種節(jié)肢動(dòng)物身體形態(tài)的機(jī)器人，包括蟑螂和蜘蛛。
“我們從根本上有興趣了解為什么動(dòng)物是這樣的，它們是這樣移動(dòng)的，”賈亞拉姆說，“以及我們?nèi)绾尾拍芙ㄔ焐飭l(fā)機(jī)器人，以滿足社會(huì)需求，如搜索和救援，環(huán)境監(jiān)測(cè)，甚至在手術(shù)中使用它們。”
這項(xiàng)新研究的共同作者包括亞歷克斯·亨德里克和帕克·麥克唐納，他們是機(jī)械工程專業(yè)的博士生。

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