軟挖穴機器人可以探索地下世界
與軟機器人合作的科學(xué)家們創(chuàng)造了用于探索從空氣到海洋的各種環(huán)境的設(shè)備。軟體機器人也可以在陸地上作業(yè)。感謝加州大學(xué)圣巴巴拉分校的研究人員,我們現(xiàn)在有了一個能夠在地下挖洞的軟機器人。機器人的設(shè)計師受到了進化為在地下空間導(dǎo)航的植物和動物的啟發(fā)。
該團隊開發(fā)了快速、可控的軟機器人,可以在沙子中挖洞,為地下快速、精確和微創(chuàng)運動提供新的應(yīng)用。該團隊相信他們的工作為新型機器人奠定了機械基礎(chǔ)。研究員 Nicholas Naclerio 說,移到地面的最大挑戰(zhàn)是所涉及的力量。在嘗試移動地面時,機器人必須將土壤、沙子或其他介質(zhì)推開。
研究人員利用成功在顆粒介質(zhì)中游泳和挖掘的各種生物所采用的原理來開發(fā)機器人可以用來移動的新機制。該團隊創(chuàng)造了一個藤蔓狀軟機器人,旨在模仿植物的導(dǎo)航方式,通過從它們的尖端生長而身體的其余部分保持靜止。尖端延伸使力僅局限于增長端。研究人員指出,如果整個身體隨著生長而移動,整個表面的摩擦?xí)S著機器人進入沙子而增加,直到它無法移動。
穴居動物是軟機器人的另一種策略的靈感來源,稱為顆粒流化。該過程將顆粒懸浮在類似流體的狀態(tài),使動物能夠克服沙子或松散土壤帶來的高阻力。研究人員專門模擬了南方沙章魚,它向地面噴射水流,并用它的手臂將自己拉入暫時松散的沙子中。
該團隊創(chuàng)建了一個小型探索性軟機器人,具有多種應(yīng)用,需要在干燥的顆粒介質(zhì)中挖洞。它有可能用于土壤取樣、公用事業(yè)的地下安裝和侵蝕控制。研究人員目前正在與 NASA 合作開發(fā)用于月球探索和其他用途的挖洞機器人。