PufferBot：具有可擴展身體的飛行機器人

2020-10-03 工程學習

科羅拉多大學博爾德分校的ATLAS研究所和卡爾加裡大學的研究人員最近開發了一種可驅動的可擴展結構，該結構可用於製造可變形的空中機器人。在即將於2020年IEEE / RSJ國際智慧機器人與系統國際會議（IROS）上發表的論文集中，他們介紹了一種名為PufferBot的新型機器人，它是使用這種獨特的創新結構建造的。

進行這項研究的研究人員之一霍曼·赫達蒂（Hooman Hedayati）對TechXplore表示：「我們研究的主要目標之一是解決機器人技術中的一個長期存在的問題，那就是人們仍然很難使用機器人。」 「造成這種情況的原因有很多，包括人類對機器人的經驗不足，機器人引入的安全性問題以及對人與機器人如何有效通信的缺乏考慮。當我們考慮使用空中機器人（例如，無人機）時，所有這些問題都會變得更加複雜。。」

Hedayati和他的同事們在最近的研究中著手研究不同的策略，這些策略將允許機器人專家「重新設計」並改變無人機的傳統結構。他們從河豚的不斷發展的能力和生物學特性中汲取了靈感，他們創造了一種新的結構，使無人機可以通過擴張和收縮迅速改變形狀。

他們設計的結構基於可擴展的框架和具有一個自由度的執行器，還複製了車輛中安全氣囊的擴展。因此，它比傳統的無人機設計具有多個優勢，因為它可以限制機器人與周圍物體碰撞所造成的損壞，就像安全氣囊為人類駕駛員提供了更大的安全性一樣。

Hedayati解釋說：「我們的設計提供了幾種新的通信特性，並具有潛在的安全優勢，因為在發生碰撞或碰撞的情況下，可擴展的結構可以減少對機器人及其撞擊物體的影響。」 「 PufferBot具有一個單自由度致動器，可控制圍繞無人機的可擴展結構的大小和剛度。例如，當無人機在雜亂的空間中飛行或即將與物體碰撞時，執行器可以通過覆蓋螺旋槳和內部電子設備來展開結構以保護無人機。」

與使用靜態螺旋槳護罩的現有系統相比，研究人員設計的結構是可調的，並且可以具有不同的尺寸。這意味著它不一定會降低無人機的機動性。

由於它為機器人提供了顯著改變其大小和外觀（通過收縮和擴展）的能力，因此該結構還可以用作有用的通信工具。例如，可以將無人駕駛飛機編程為在其環境中感知到特定類型的威脅或刺激時進行擴展，以從遠處警告人類。

希達亞提說：「從我們的角度來看，可以改變形狀和大小的機器人在機器人領域相對來說還處於開發不足狀態，而在張力機器人和可移動漫遊車領域，一些有趣且相關的發展正在進行中。」 「總的來說，我們相信我們開發的可擴展結構可以在許多方面為機器人操作員，並置人員以及機器人本身提供幫助。例如，它可以幫助無人機操作員更加自信地駕駛無人駕駛飛機，因為他們知道他們擁有可展開的框架，可以被激活以減少碰撞的危險。」

PufferBot對於在機器人更有可能與其他物體碰撞的環境中完成任務特別有用。此外，它所基於的可擴展結構可以進行修改，並用於構建具有相同擴展和收縮功能的其他無人機或機器人。

Hedayati說：「展望未來，我們有興趣探索被驅動的可擴展結構（例如PufferBot中使用的結構）如何通過使機器人更具表現力來支持人機互動。」 「特別是，我們想研究這樣的結構如何使機器人能夠使用新型的'手勢'向人類傳達諸如'不要靠近'或'你應該朝這個方向'等信息。 。」

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