A robot that survives through self-amputation
圖片來源:耶魯大學

自截似乎是一個激烈的舉動,但事實證明,這是一種生存策略,對許多生物來說特別方便。耶魯大學的機器人專家從蜥蜴、螃蟹和其他動物身上汲取靈感,這些動物會頭也不回地脫落自己的一部分,所有這些都是為了前進。

實驗室外,有一個可能會面臨許多潛在的危險:也許是樹枝掉落,或在搜索過程中被困在岩石下。在大多數情況下,機器人就是這樣。但 Rebecca Kramer-Bottiglio 教授的實驗室開發了一種技術,可以讓機器人有選擇地斷開四肢,從而擺脫這種潛在的陷阱。

相反,它允許單獨的機器人聯合起來承擔它們自己無法完成的任務。工作詳細介紹於先進材料

該技術的關鍵是機器人專家在實驗室發明的材料,他們稱之為雙連續熱塑性彈性體。他們使用的熱塑性塑膠在室溫下是橡膠狀固體,在約 284°F 時熔化成液體。它被注入由矽樹脂製成的泡沫狀結構中,當熱塑性塑膠熔化成液體時,該結構將熱塑性塑膠固定在適當的位置。

圖片來源:耶魯大學

它是如何運作的

兩個有機矽主體的暴露表面上各有一層雙連續熱塑性彈性體。加熱泡沫,使熱塑性塑膠熔化成液體。矽膠基質像海綿一樣固定熔融材料,防止其流出。

當兩個部分接觸時,熔融材料結合成連續的液體物質。然後材料冷卻並固化以連接兩個部件。為了斷開連接,接頭被加熱,使材料熔化並變弱,使兩個部件能夠輕鬆分離。

「因此,如果機器人正在執行正常操作並在野外行走,但它的一條腿發生了一些情況,例如一塊大石頭落在它身上,通常情況下,如果它被扔進水里,整個機器人就會被卡住。學生和該作品的主要作者。

“但是因為我們有能力融化並削弱材料所在的關節,所以機器人的其餘部分將能夠在沒有截肢的情況下走開。”

蜥蜴也採用類似的策略。如果攻擊者抓住它的尾巴,蜥蜴會自動釋放肢體並跑到安全的地方。螃蟹會脫落受傷的附肢,從而減慢它的速度。但 Kramer-Bottiglio 實驗室也指出螞蟻世界是靈感的來源。例如,許多螞蟻可以連接起來形成一座橋,跨越地面上的缺口。或形成球狀以漂浮在水面上。

楊指著實驗室檯面上的兩個小型機器人設備,間隙太寬,無法單獨安全通過。

「如果每個機器人都試圖跨越縫隙,它就會掉下去,」他說。「但如果你把幾個機器人放在一起,他們就能成功。你可以想像在不同類型的搜索和救援任務中,機器人將能夠更好地應對這些類型的場景。”

接下來,研究團隊將把這項技術應用到他們在實驗室開發的許多其他軟體機器人。

「我們的材料不僅有助於機器人生存,還能實現動態形狀變化,」克萊默-波蒂利奧說。“機器人模組可以自我重新配置成不同的形態,以執行需要特定形狀和行為的任務。”

更多資訊:Bilige Yang 等人,自我截肢與融合機,先進材料(2024)。DOI:10.1002/adma.202400241

引文:自截肢後倖存的機器人(2024年7月25日)檢索日期:2024 年 7 月 25 日來自 https://techxplore.com/news/2024-07-robot-survives-amputation.html

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