探秘英美两款新型仿生机器人,或将投入军方使用
前言
深海里的软体生物一直都是神秘而暗黑的存在。近日,美国陆军研究实验室和明尼苏达大学利用3D打印技术研发了一种新型鱿鱼型软体机器人。而英国一家海洋公司也推出了一款可像深海中的鱼群一样集体行动的仿生机器人。两类机器人都或将用于军事领域,它们各自有哪些特点?目前进展如何?让我们一起来了解一下。
美国陆军3D打印软体机器人
面对庞大的障碍物,无脊椎机器人拥有天然的优势,可以挤进或绕开它们。像哈佛大学科研人员研发的无脊椎爬虫那样的乌贼型机器人早已面世。但是,美国陆军这次需要的是更加敏捷的新型机器人,以满足多种应用需求,并旨在使这种机器人可在“高度拥堵且竞争激烈的城市环境中”实现“隐秘机动”。换句话说,美国军方想要提高机器人在战场上的可操作性,弹性和隐身性。
(哈佛大学研发的乌贼型软体机器人Octobot)
埃德·哈勃图(Ed Habtour)博士是美陆军非线性结构动力学方面的专家,他表示:“要顺利进行隐秘机动,就需要高度的结构灵活性和分布式控制能力,以潜入密闭或受限空间,此外还需要具备超长的续航能力,需要具备模仿生物形态的能力以及适应能力。”
(埃德·哈勃图博士)
研究人员利用3D打印技术以及与无脊椎动物具有相似机械特性的柔软可拉伸材料建立了一种模型。该原型是第一款可以执行高弯曲运动的完全3D打印介电弹性体致动器(DEA)。然后他们对这个3D打印的原型进行了进一步的测试以获得更多有用的数据。
制造Octobot时使用的3D打印技术是为了让Octobot完成密封定型,其他的所有部分都需要手动制作完成。而此次软体机器人所需的配置都可以由3D打印技术完成。当然这项无脊椎机器人的研究还要经历艰难的研发才能真正成型。研究团队表示已经开始研究头足类生物有机体,以加深理解并改善介电弹性体驱动器的“柔性运动和弹性”。
此项研究的最终目标是将此类机器人“设计成具有自我意识、自我感知,并能够实时调整形态和属性以适应多种内部和外部条件的机器人”。而这项研究结果发表在“极端力学通讯”(EML)杂志上,题为“3D打印电动软驱动器”。
英国海洋公司仿生机器人SwarmDive
英国Aquabotix是一家从事水下机器人开发的海洋技术公司,最近推出了一款独具特色的仿生机器人SwarmDive。
与我们见过的大多数仿生机器人不同的是,该机器人更加注重模仿种群的行为。简单地说,它不仅可以“单兵作战”,还可以像“鱼群”一样集体行动。
SwarmDiver专为海浪环境而设计,能很好地适应海洋工作环境。长2.5英尺(约0.76米),重约3.75磅(1.7千克),能够测量温度和压力。
当在水面上运动时,彼此间可通过无线电控制器通讯。下潜时,可深入50米水下,由30台无人机组成的无人机机群还可以一起潜水并收集水下数据,不过操作员需要等到它们重新浮出水面,才能接收到它们采集的数据。
SwarmDiver特性
1、GPS追踪精度可达1米(3.3英尺)
2. 垂直潜水能力;
3. 作为UUV(水下潜水)和USV(地面上)的能力;
4. 164英尺(约50米)的潜水深度;
5. 表面无线数据反馈;
6. 高精度温度(+/-0.1℃)和压力传感器(+/- 2cm深度);
7. 额外传感器。
8、支持由单人操控集群,算法支持多种编队形式、可一键回收。
Aquabotix首席执行官Whitney Million表示:“到今天,都没有微型混合动力USV / UUV(地面/水下)无人机和拥有潜水能力的无人机机群,在市场上也买不到。但是Aquabotix改变了这一点。”
除了安防, SwarmDiver还可用于科学研究、环境监测、港口管理、预留追踪等领域。并且SwarmDiver已经开放了预定,但官方还没透露正式售价,只表示“成本会相当低廉”。
最后,我们一起来看看SwarmDiver的视频介绍: