虽然蜗牛行动缓慢,底部粘稠,但它们激发了一种新机器人的灵感,这种机器人可能非常有用。成群的蜗牛机器人不仅可以独立行动,还可以共同执行不可能完成的任务。

新开发的铁壳机蜗牛可以成群结队地执行越野任务  第1张新开发的铁壳机蜗牛可以成群结队地执行越野任务  第2张

近年来,我们经常听到“蜂群机器人技术”。这个概念涉及到使用小机器人,它们可以单独工作,也可以作为同一个机器人的一个方面工作。在后一种情况下,所有机器人都会互相交流,协调行动来完成工作。这项工作可能需要在灾难现场寻找幸存者,在危险环境中执行侦察任务,甚至探索其他星球的表面。

在一些应用中,机器人必须进行物理连接。由于空气和水下机器人可以水平和垂直移动,当它们连接在一起时,它们可以形成三维形状。相比之下,由于陆地(地面)机器人只能水平移动,只能形成二维形状,从而限制了其潜在用途。此外,迄今为止创建的大多数实验模型只能在光滑平坦的表面上移动。

然而,如果有一个“越野”陆地机器人可以相互攀爬,并将其堆叠成三维结构,情况将会有所不同。这就是新蜗牛机器人的由来。

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与机器人蜗牛相似的白玉蜗牛示意图 香港中文大学

该装置由香港中文大学的赵达及其同事开发,受白玉蜗牛的启发。就像这种腹足动物一样,白玉蜗牛可以在移动自己的同时移动自己。很好的粘在物体表面,但是在需要的时候会停下来,用吸力形成更牢固的粘合。

机器人有一个球形铁磁铁壳,里面装有电池、微处理器和其他电子设备。外壳底部有一组类似坦克的橡胶履带,上面嵌有磁铁。两条轨道之间有一个可伸缩的真空吸盘。

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透明外壳版机器人的底部视图-吸盘中的微小聚合物手柄阵列有助于吸盘附着在粗糙的表面。

当机器人在“自由模式”下移动时,吸盘会被收回,不会提供动力。机器人只需要沿着履带在平坦或不平坦的地形上移动,用履带上的磁铁爬上其他蜗牛机器人的外壳。

机器蜗牛一旦到位,就会减少吸盘,启动吸盘,从而切换到“强模式”。然后,吸盘会紧紧地吸住另一只机器蜗牛的外壳,将两只机器蜗牛牢牢地固定在一起。尽管如此,机器蜗牛的外壳仍然可以与吸盘相比旋转,这样它们就可以在不失去吸力的情况下当场旋转。

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机器蜗牛合作爬过壁架

到目前为止,在户外测试中,成群的蜗牛机器人已经完成了爬上壁架、穿过缝隙、形成单个机械臂等任务。虽然蜗牛机器人在这些实验中被远程控制,但人们希望他们的后代有一天能够独立完成这些任务。

你可以在下面的视频中看到蜗牛机器人的动作。关于这项研究的论文最近在《自然通信》中发表。(Nature Communications)杂志上。

若您对这些机器人看上去并不像真正的蜗牛感到失望,不妨看看卡内基梅隆大学去年创造的自愈机器人蜗牛。