近日,據英國媒體報導稱,歐洲科學家成功研製出新型高速磁驅動軟體機器人。研究報告中表示,該機器人可在陸地與水中進行超快速移動,同時也可以進行活體蒼蠅的精準捕捉。因此,歐洲科學界將在生物學領域對該軟體機器人進行應用。
對於機器人來說,模仿高速運動是一件困難的事,尤其是傳統機械式機器人。近幾年科學界出現了一種能夠通過電動機使機器人獲得高速運動能力的方法,但這僅局限於塑料或橡膠等材質的輕型機器人,但也只能完成一下簡單的操作。
在機器人的運動系統中,驅動器是最主要的動力來源。傳統的電機和流體泵壓驅動系統存在體積大、質量重、有噪音、負載自重比低等缺點,因此研究新型驅動結構和方法成為近年來科技前沿的研究熱點。
相較於剛性的傳統機器人,柔性機器人對環境也能提供更佳的貼合性和更低的接觸衝擊,以及對驅動自由度更低的需求。然而,剛性較低與制動構型較少對常見柔性機器人來說,是一個較大挑戰。低剛性使得機械手無法抵抗與物體接觸或提起重物時受到的力從而無法維持原定的姿態規劃,最終產生物體操作的結果與預定規劃的偏差,這通常會造成物體位姿與速度的偏差。
基於軟體機器人本身的軟特性,科學家常將其用於自然勘探領域。而目前的軟體機器人也多通過氣動、流體、磁性、介電彈性體制動器進行智能驅動,存在著結構複雜,驅動力小,運動速度過低。由於材料的柔軟性和結構的柔順性,軟體機器人通常也表現出力量小、變形大和響應時間慢等特點,且軟體材料也難以快速儲存和釋放大量機械能。
但此次歐洲科學家研發的新型高速磁驅動軟體機器人採用了柔性制動器,能夠在陸地和水中進行快速且流暢的移動。這種柔性致動器的結構簡單,重量較輕,有望改進軟體機器人的構建模式,促進智慧機器人的發展。
在軟體機器人的驅動系統上,研究人員嵌入了傳感器、電纜、管路、驅動裝置和計算機。在內置傳感器的幫助下,機器人可以迅速對外界刺激做出反應,同時,計算機將對刺激信號做出判斷,下達合適的應對指令,機器人再按照指令做出相應的反應。