研究文章软机器人

控制地下部队能够快速,可操纵的挖洞软机器人

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科学机器人 2021年6月16日:
卷。 6,问题55,EABE2922
DOI:10.1126 / scirobotics.abe2922

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抽象的

陆地,通过空气和水中的机器人导航得到了很好的研究;许多机器人在这些环境中成功地展示了运动。但是,一个机器人运动的前沿在很大程度上仍然是未开发的地面。地下导航简直难以做到,部分原因是地下运动的相互作用势力高于空气或水的数量级,因为我们缺乏这些互动是强大的基本物理学理解。我们展示并测试了来自生物观察的三个假设和粒状入侵的物理学,并使用结果通知我们的挖洞机器人的设计。这些结果揭示了(i)尖端延伸减少了等于主体的皮肤拖曳的量的总阻力,(ii)通过尖端的气流颗粒曝气减少了对深度和流量角度的非线性依赖的阻力,以及(iii)尖端流动角度的变化对粒状介质的升力具有非单调效应。这些结果通知,我们实现了一种可控的根状软机器人,可控制地下升力,并将力量升至洞穴比以前的级别更快地倾向于超过一个数量级,并通过真正的沙子来实现。我们还证明机器人可以通过幅度顺序调制其拉伸力并控制其在水平和垂直平面中的运动方向,以导航围绕地下障碍物。我们的成果推动了机器人地下机器的理解和能力。

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