上海交大機動學院研製首個介電彈性體爬壁機器人

2020-12-13 騰訊網

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2018年12月20日，國際著名學術期刊《科學?機器人學》（Science Robotics）在線發表了「軟體爬壁機器人」（Soft wall-climbing robots）研究論文，這是上海交大首次在《Science Robotics》上發表論文。

該論文由機械與動力工程學院機器人研究所與麻省理工學院軟體主動材料實驗室合作完成，上海交通大學為第一單位，谷國迎教授和博士研究生鄒江為論文共同第一作者，朱向陽教授、趙選賀教授和谷國迎教授為論文的共同通訊作者。

軟體機器人主要由智能軟材料驅動的人工肌肉組成，具備結構-驅動一體化特點，在接觸外部環境時能產生主動的身體變形，具有極高的柔順性。近年來，各類新型的軟體機器人原型系統（例如軟體抓手、軟體爬行機器人、軟體偽裝機器人、軟體生長機器人和軟體機械魚等）相繼在國內外實驗室出現，作為一項多學科交叉的前沿技術，軟體機器人大幅拉近了機器與生命體之間的距離，體現了機器人技術的未來發展趨勢。

上海交通大學朱向陽、谷國迎團隊與麻省理工學院趙選賀團隊合作，研製了首個由介電彈性體人工肌肉和靜電吸附腳掌構成的軟體爬壁機器人（自重2g，身長85mm），其中介電彈性體人工肌肉用於驅動機器人本體的快速周期運動，靜電吸附腳掌用於產生時間和空間可控的靜電吸附力，機器人的穩定快速爬壁運動由介電彈性體人工肌肉和靜電吸附腳掌的協同控制來實現。

軟體爬壁機器人的設計和工作原理：（A）結構設計；（B）爬壁原理；（C）協同控制策略；（D）玻璃爬壁實驗示意；（E）帶10g負載爬壁實驗示意。

實驗結果顯示，該軟體機器人具有與生物體類似的垂直爬壁、水平爬行、原地轉彎能力和敏捷的環境適應運動能力，在豎直狹小空間中的探測、搜救和牆面清理方面展現了潛在應用前景。

該研究工作得到了國家優秀青年基金項目、國家自然科學基金委共融機器人重大研究計劃重點項目和上海市科委「科技創新行動計劃」基礎研究項目的資助。

圖文來源：http://me.sjtu.edu.cn/news/12653.html

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