美國一設計組製造出蝴蝶型摺疊機器人 似變形金剛

2021-01-12 觀察者網

塑料板變身四足機器人，還可以自由行走。這個被譽為「真正變形金剛」的機器人，上周在外媒曝光。研究人員表示，他們的設計靈感來自於日本的摺紙藝術，其成果將被應用在救援工作中。

據悉，機器人的平板形態採用了一種名為「剛性摺紙」( rigid origami)的藝術設計方法，這種方法可以使得摺紙自動摺疊出可移動的足。研究人員就是通過研究這種摺紙方法，設計出了能夠自動摺疊並行走的「變形金剛」。

這個機器人是由來自哈佛大學微型機器人工程師山姆·費爾頓(Sam Felton)和羅伯特·伍德(Robert Wood)所領導的一個團隊設計製造的。

一旦電源開始供電，微控制器就會經過一系列操作對銅質折印進行加熱，然後四足便摺疊形成

如何打造一個變形金剛？

首先是摺紙設計，他們選擇了一種可以易於摺疊出四條腿的平板摺紙形狀——看起來很像一隻蝴蝶。其次是選用材料，他們採用了具有記憶功能的塑料片材，可以在加熱時改變其形狀，然後使用雷射切割機在片材上鍍上自動摺疊所需的銅質折印。最後，將電動機和電池分別放置在機器人兩側。

一旦電源開始供電，微控制器就會經過一系列操作對銅質折印進行加熱，然後四足便摺疊形成。摺疊完成後電動機轉動齒輪，機器人便可行走。如果集成適當的電路程序，機器人也可以完成轉彎。

研究人員希望基於這種設計理念的機器人有一天能夠被投入一個十分狹小的空間開展搜索救援工作。例如，先從盤旋的無人機中降下，隨後自動變形為爬行模式，便可在諸如地震殘骸中尋找倖存者。

「形態計算」的新趨勢

羅伯特·伍德認為，終有一天機器人的整個生產過程可以完全自動化，實現真正的自我組裝。已經有其他的研究團隊在研究給機器人附加集成電路板和電池。他還說道，「接下來的研究需要將機器人結構設計地更加易於實現自動化」。

英國布里斯托機器人實驗室的主任Chris Melhuish 說：「我認為哈佛研究團隊所做的貢獻是巨大的。」雖然這個機器人看起來挺可愛，但是要讓它在沒有計算機指揮的情況下自我組織需要一系列複雜的工程設計。他說，「這展現了一個我們稱之為「形態計算」的新趨勢。如果你足夠聰明的話，可以設計材料的形狀，使之可以自動變形，而不需要一個複雜且昂貴的計算機。這正是哈佛團隊現在的研究方向，這項研究大有可為！」

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