Neue Hybrid-Roboter hat weiche "Haut" aber schwer "Mut"
Es mag weich und matschig anfühlt, aber ein neuer Roboter ist auf der Innenseite hart und bereit zum Sprung, sagen Forscher.
Der 3D-Druck Bot hat harte innere aber ein weiches Äußeres, und diese Mischung der Materialien macht es viel besser bei Explosion betriebene Sprünge als Droiden, die entweder ganz hart oder ganz weich, sind laut einer neuen Studie.
Diese springenden Roboter könnte eines Tages nützlich sein in rauen Umgebungen zu gefährlich für den Menschen, vor allem, weil die Bots in der Lage sind, harte Stürze und andere unvorhergesehene Umstände zu überleben, hinzugefügt Wissenschaftler. [Die 6 erstellt seltsamsten Roboter jemals]
"Eine wilde mögliche Anwendung wäre im Raum – auf dem Mond oder Mars oder anderen Planeten," sagte Studie Co-Lead Autor Nicholas Bartlett, ein Roboteringenieur an der Harvard University. "Das sind unvorhersehbare Umgebungen und ein weiche Roboter, der kann sich verbiegen und sich an solchen Umgebungen anzupassen und Aufmachungen mit viel Strafe wirklich nützlich sein könnte." Man kann auch mehr praktische Anwendungen wie SAR Missionen in Katastrophenszenarien wie eingestürzten Gebäuden, wo ein weiche Roboter gehen könnte wo keine fahrbare Roboter navigieren könnte vorstellen."
Hart vs. weich
Herkömmliche Roboter sind in der Regel starre Kreationen. Obwohl sie schnell, präzise und stark sein können, diese Steifigkeit macht sie anfällig für Schaden vor Stößen, Kratzern, Wendungen und fällt, und auch verhindert, dass sie in der Lage, über Hindernisse hinweg zu Winden.
Immer mehr Forscher entwickeln Roboter hergestellt aus weichen, elastischen Kunststoff und Kautschuk, inspiriert von Würmern und Seesterne. Diese weiche Roboter sind resistent gegen viele Arten von Schäden und sind in der Lage, Hindernisse zu überwinden, die harte Roboter behindern können. Aber, ihre Diskette Natur können sie langsam, schwach und unbeholfen. Darüber hinaus sind sie oft nicht ganz weich, da sie erfordern harten Komponenten wie Motoren, Pumpen, Batterien und Sensoren, die tendenziell auch zerbrechlich sein.
Nun, haben Wissenschaftler einen Roboter besteht aus harten und weichen Teile erstellt, der das beste beider Arten kombiniert. Die Idee der Verschmelzung von weicher und harter Materialien in einen Roboterkörper aus der Natur kam, sagte Bartlett.
"Die Krake hat einen fast ausschließlich weichen Körper, sondern eine starre Schnabel, und wenn man an der Schnittstelle zwischen dem Körper und der Schnabel, es ist kein abrupter Übergang, sondern ein allmählicher Wechsel zwischen hart und weich," erklärte Bartlett Leben Wissenschaft. "Evolution hatte einen Vorsprung auf uns für viele Millionen Jahre – warum nicht nehmen und bewährten Designs und verwenden Sie sie mit unseren Maschinen für Inspiration?"
Die Forscher erstellt den neuen Roboter mit 3D-Druck, schafft Elemente durch Schichtung Materialien wie Kautschuk und Kunststoff, ebenso wie gewöhnliche Drucker Tinte festzulegen. Jedoch können 3D-Drucker flach liegen Schichten übereinander, 3D Objekte erstellen. Das Droid wog ca. 2,1 kg (965 Gramm). [Die 10 verrücktesten Dinge erstellt von 3D-Druck]
Weichen Roboter bewegen ihre Glieder in der Regel mithilfe von Luftkompressoren, die Ausbrüche von Luft in und aus einer Reihe von pneumatischen Kanäle laufen durch ihre Anhängsel zu zwingen. Vor kurzem, Pionier der Forscher einen Weg, um explosive Kraft zu verwenden, um gummiartige Bots schneller zu treiben.
Maschine springen
Der Roboter besteht aus einem weichen, dreibeinige Körper, der absorbiert Auswirkungen und einem Kern, der Schlüsselkomponenten wie eine Batterie, Patrone Sauerstoff, Butan Zelle, Luftkompressor und eine Brennkammer beherbergt. Der Roboter Kern setzt sich aus zwei verschachtelten Hemisphären – der unteren Halbkugel ist im Wesentlichen einen weichen Bauch, während die obere Halbkugel aus neun verschiedenen Materialschichten, angefangen vom hochflexible, völlig starr, mit die härtesten Schicht tausend Mal stabiler als das weichste besteht.
Die Verbrennung-angetriebene Roboter hat drei pneumatische Beine und ein Bauch, der flex kann. Um zu verschieben, bläst der Roboter zuerst die pneumatische Beine um seinen Körper in Richtung zu neigen, was es will. Dann zündet er eine Mischung von Sauerstoff und Butan im Inneren der Brennkammer, zwingt seinen Bauch, nach außen zu biegen, die den Roboter in die Luft katapultiert. Dieses autonome, untethered Bot ist in der Lage, mehr als 30 aufeinanderfolgende Sprünge zu vollenden.
Der Roboter ist eine mächtige Brücke. In Tests erreicht es eine Höhe von 2,5 Metern 0,75 in vertikale Sprünge, die etwa sechs Mal seine Körpergröße ist. Für seitliche Sprünge zog der Roboter 0,5 Füße (0,15 m), die etwa die Hälfte seiner Breite Körper, sagte der Forscher.
Obwohl dieser Hybrid-Roboter nur etwa ein Viertel der Höhe, die ein starre Gegenstück konnte springen könnte, sagten es war viel besser zu widerstehen die Auswirkungen der Landungen, die Forscher. In einem Test zerstört der Körper von der starren Roboter nach der Landung, insgesamt nur fünf Sprünge zu überleben; im Gegensatz dazu ein Hybrid-Roboter, der aus der maximalen Höhe abgeworfen wurde der starren Roboter erreicht 35 Fälle überleben konnte, fügten sie hinzu.
Die Forscher vermuten auch, dass der Hybrid-Roboter deutlich besser zu überleben Landungen als ein weiches Roboter ist. Sie berechnet, dass die Leichen der All-Soft Roboter absorbiert weniger als drei Viertel der Schock der Auswirkungen, die die Hybrid-Roboter haben.
"Wir glauben, dass die Zusammenführung von weicher und fester Materialien hilft, eine neue Generation von schnellen, agilen Roboter zu schaffen, die sind robuster und anpassungsfähiger als ihre Vorgänger und kann sicher arbeiten Seite an Seite mit Menschen", sagte Co-Lead Studienautor Michael Tolley, ein Roboteringenieur an der University of California, San Diego, in einer Erklärung.
Die Wissenschaftler detailliert ihre Ergebnisse in der 10 Juli-Ausgabe der Zeitschrift Science.
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