SQuad：可以行走并攀爬障碍物的微型机器人
4月24日消息，据外媒报道，土耳其比尔肯特大学的研究人员最近创建了一个名为SQuad的小型四足机器人，该机器人由柔软的结构材料制成。
SQuad，研究人员开发的微型机器人。图片来源：Kalin等。
这种独特的机器人发表在《IEEE机器人与自动化快报》上的一篇论文中，它比现有的微型机器人更加灵活，因此更擅长攀爬或避开周围环境中的障碍物。
进行这项研究的研究人员之一Onur Ozcan表明：“我们从事微型机器人的研究已有近十年了，尽管微型机器人具有很多优点，例如便宜、需要更少的材料、能够进入狭窄的空间，但它们的主要缺点之一是缺乏移动能力，尤其是在崎岖的地形上。”
微小的机器人在周围环境中移动时容易卡住，因为它们的高度不允许它们爬升或避开障碍物。奥兹坎（Ozcan）和他的同事们试图通过实施称为“身体顺从性”的原则来克服这一限制。奥兹坎说：“我们认为，通过使我们的微型机器人变得柔软，他们将能够利用身体的顺应性来越过障碍，就像大多数生物系统，如昆虫或老鼠一样。”
SQuad 是研究人员开发的手掌大小的四足机器人，主要由聚二甲基硅氧烷（PDMS）等软材料制成。该机器人还具有柔软的C形腿，并集成了直流电机，使其能够旋转。SQuad攀爬物体。图片来源：Kalin等。
Ozcan说：“大多数软机器人都是使用气动执行器建造的。这些执行器的工作原理与软材料结合的非常好，但是它们需要一个压缩空气源，这通常会使机器人变得笨重，有时不允许无约束的运动。我们希望设计一种将世界中最好的机器人特质结合在一起的机器人：使用软材料制造一个顺从的机器人，但也使用常规的执行器，如直流电机，这些执行器很容易实现小型化和无约束运动。”
研究人员在一系列实验中对他们的机器人进行了评估，将其运动性能与由刚性材料制成的相同机器人的运动性能进行了比较，SQuad的表现明显优于其他机器人，可以更有效地克服障碍。值得注意的是，由Ozcan及其同事开发的机器人可以克服比其身高高1.44倍的障碍，另一方面，与他们相比的刚性机器人只能成功地爬过比其身高高0.88倍的障碍物。
奥兹坎说：“我们在可伸缩障碍物高度上观察到的差异来自于SQuad的身体顺从性，我们认为，通过这样的改进，我们可以将该机器人用于检查目的（在头部上添加一个小型摄像头），或者在倒塌的建筑物下寻找幸存者（同样可以集成摄像头和麦克风来探测幸存者）。”
未来，由奥兹坎和他的同事开发的机器人可以在陆地上完成各种简单的任务。它的高度灵活性、身体顺从性和爬升障碍物的能力增强，也有可能使它在非结构化或不平坦的地形上爬行，例如在建筑物倒塌的地方。
研究人员现在正计划进行几项额外的研究，旨在提高机器人的性能和运动能力。首先，他们计划研究能增强SQuad步态和动作的技术。其次，他们还计划开发和合成性能良好的新型聚合物，用于制造微型机器人，这些新材料可以提高机器人的运动技能，也可以用来制造软传感器，直接集成到机器人的身体中。
奥兹坎说：“我们正在不断更新设计，比如正在添加一种身体收缩机制，使机器人能够通过比其横截面小的开口，它会短暂收缩并通过小的开口，其方式类似于老鼠的行为。我们还在研究机器人的动力学模型，以便更好地理解微型和软机器人的运动。”
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张帅说传感
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