强大的变形龟机器人通过改变腿型实现两栖
一种新型变形海龟机器人可以探索陆地与海洋交界的危险区域，或许能为未来能适应复杂现实环境的机器提供启发。这种名为两栖机器人海龟（Amphibious Robotic Turtle，简称ART）的设备，结合了水中游动的海龟与陆上行走的陆龟的最适运动特征，其四肢可以变形，从类似海龟的鳍状肢变为陆龟状的腿。耶鲁大学的机器人专家丽贝卡·克雷默-博蒂略（Rebecca Kramer-Bottiglio）是这项研究的通讯作者，她表示：“大多数两栖机器人……在每种环境中都使用专门的推进系统。而我们的系统为两种环境设计了统一的推进机制：它有四只肢，这些肢可以转换为用于水下运动的鳍状形态或用于陆地运动的腿状形态。”每只变形肢周围被一种复合聚合材料包裹，这种材料在受热时柔软，冷却后则变得坚硬。为了改变肢的形状，内置的铜加热器会加热和软化外层材料，随后下方的柔软机器人“肌肉”膨胀或收缩，使原本扁平的鳍状肢变为圆润的腿状，或者反过来。最后，聚合材料在1到2分钟内冷却硬化，定型为新的形状。这些柔软的机器人肢连接到传统的“硬”型机器人肩部关节上，这些关节内含三个电动机，使ART能够“爬行”或“爬动”于陆地，也可以“划动”或“拍打”水中的前进。这些关节连接到一个模块化的底盘上，密封的PVC管道保护机器人的电子元件免受水的侵害。3D打印的“外壳”使机器人拥有流线型的外形，并提供一个可以容纳空气或配重物以调节浮力的空间。奥斯陆城市大学的机器人专家托尼斯·尼加德（Tønnes Nygaard）表示，将软体机器人和传统机器人技术相结合，使ART具备了变形能力。他补充说：“当你使用传统机器人技术时，运动方式必须非常严格和固定。但现在，像这类软体机器人技术，可能实现更流畅的运动。”这种自适应技术最终可能帮助机器人穿越现实世界中各种不同的表面和环境，而无需携带可能影响其效率的额外推进系统。克雷默-博蒂略的团队发现，ART的能耗与专为单一环境设计的机器人差不多。然而，这只机器人陆龟目前仍未达到终点：目前的原型机仍需通过电缆供电和通信，其动作缓慢而不协调。研究人员正在努力改善这些问题。“我很兴奋地看到他们已经取得了多大的进展，”尼加德表示，“我也非常期待几年后这个团队将带来什么。”
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