AI中国网 https://www.cnaiplus.com
紧闭的大门只是众多障碍之一,不再是斯坦福大学和瑞士联邦理工学院(EPFL)联合开发的小型飞行机器人的障碍。这些机器人拥有先进的抓握技术(受壁虎和昆虫脚的启发),可以与周围的世界互动,并且可以协同工作,套索门把手并拉开门。
这些FlyCroTugs(飞行,微型,拖曳机器人)来自斯坦福大学工程学院的Fletcher Jones主席Mark Cutkosky和EPFL工程学院的Dario Floreano所经营的实验室。
FlyCroTugs是微型飞行器,研究人员对其进行了改进,以便它们可以使用壁虎粘合剂和微脊柱将自己固定在各种表面上。借助这些机制,FlyCroTugs可以将重量拉高至其重量40倍的物体(例如门把手),或者在救援场景中拉起照相机和水瓶。其他研究人员生产的类似车辆只能拖拉重量两倍的物体。
斯坦福大学的研究生Matthew Estrada说:“当您是小型机器人时,世界充满了许多障碍。” Estrada在EPFL的Floreano的智能系统实验室(LIS)中从事此项目,并且是《科学机器人》上发表论文的主要作者。“通过将车辆的空气动力与连接机构产生的相互作用力相结合,我们能够提出一种非常机动,非常坚固和非常小的东西。”
研究人员指出,由于FlyCroTugs的大小,它们可以安全地在狭窄的空间内导航,并且距离人很近。这使它们成为搜寻和救援任务的理想人选。通过在拖船上紧紧抓住表面,微型机器人可以潜在地移动碎片或放置摄像头来评估危险情况。
从自然中汲取灵感
FlyCroTugs受自然启发。当研究人员开始研究一种速度快,体积小,机动性强,能够移动大负载的飞行器时,他们首先研究了黄蜂。
“黄蜂飞快地飞到一块食物上,如果太重了不能带走,他们会沿着地面拖动它们。该观察是我们方法的起源。”论文的共同作者卡特科斯基说。
通过分析有关黄蜂如何捕获和运输猎物的研究,研究人员能够确定与飞行有关的肌肉与总质量的比率,从而确定黄蜂是携带猎物还是将其拖拽。黄蜂还启发他们根据FlyCroTugs的着陆地点开发各种附件选项。为了获得光滑的表面,机器人使用了壁虎爪,这是一种模仿壁虎复杂脚趾结构的非粘性粘合剂。它们通过在粘合剂和表面之间产生分子间作用力来保持作用。对于粗糙的表面,这些机器人配备了32个微棘,这是一系列类似于鱼钩的金属钉,可以分别锁在表面的小坑上。
为了拖曳有效载荷,每个FlyCroTug都有一个带有电缆的绞盘和微型脊柱或壁虎式抓手。这些是其唯一的固定功能。其余的都可以高度修改。夹持器的位置可以移动,具体取决于预期的着陆表面,研究人员可以添加零件(例如,车轮)以进行地面运动。将所有这些功能打包到重量仅为几盎司的小型飞机上并不容易。
人们倾向于将无人机视为飞行并观察世界的机器。但是飞行昆虫会做很多其他事情,例如走路,爬山,抓握和搭建。该研究的主要资深作者弗洛雷亚诺说:“社交昆虫甚至可以一起工作,并发挥其力量。” “通过我们的研究,我们表明小型无人机能够将自身锚定在其周围的表面并与其他无人机协作。这使他们能够执行通常分配给人形机器人或更大机器的任务。”
与世界互动
在无人机和其他小型飞行机器人风靡一时的情况下,Cutkosky认为FlyCroTugs(具有栖息,攀爬,推动和拉动的能力)的确脱颖而出。
使用两个FlyCroTugs,研究人员可以打开一扇门。他们还把一台照相机拖到一个破碎的结构的顶部,以便窥视里面。接下来,他们希望专注于同时驾驶多辆汽车的自动控制和物流。
AI中国网 https://www.cnaiplus.com
本文网址: