番茄酱瓶启发了设计移动软体机器人的新方法

番茄酱瓶启发了设计移动软体机器人的新方法由埃因霍温科技大学的一个团队设计的这个小工具被称为"滞后阀"。它模仿了番茄酱瓶阀门快速和反复打开和关闭的趋势（每次都会放出一点番茄酱），即使瓶子被顺利和均匀地挤压。这样的反应似乎是无法实现的在番茄酱瓶中也是如此。但在机器人中，如果空气通过这样的阀门被泵入一个柔软的气动腿或手指，这种类似于番茄酱瓶口溅射的动作将导致附属物反复膨胀和收缩，在这样做的时候来回移动。更重要的是，这种运动将由一个简单的模拟机制启动，而不是更复杂和耗电的电子设备。甚至有可能通过机器人环境的变化来触发气泵，从而消除了对外部控制的需求。滞后阀，关闭（左）和打开（右）图像来源/埃因霍温科技大学简单地说，滞回阀由一个平坦的硅胶底座组成，上面有激光切割的缝隙。由缝隙形成的瓣膜保持关闭，直到它们后面的气压达到一定的阈值，此时它们会打开并释放空气。然后它们再次关闭，这个循环不断重复。出乎意料的是，研究人员发现，当两个阀门连接到一个泵上时，它们往往会彼此不同步地打开和关闭--换句话说，当另一个阀门关闭时，一个阀门会打开。利用这一效应，研究人员创造了一个软体机器人，使用四条交替踏步的腿行走。他们还创造了一个机器人的手，它的气动手指依次颤动。关于这项研究的论文发表在《物质》杂志上，这项研究由BasOvervelde副教授和博士生研究员LuukvanLaake领导。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333737.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333737.htm

从小鼠细胞中提取的肌肉组织能移动"生物杂交机器人"

从小鼠细胞中提取的肌肉组织能移动"生物杂交机器人"虽然这些系统具有柔软的外形，但它们的许多部件仍像传统的同类产品一样是刚性的。研究人员正在努力为这些软体机器人引入柔性元件，以创造运动能力。正如麻省理工学院简明扼要地所说，"我们的肌肉是大自然的完美致动器"。不过，该团队的研究并不只是简单地模仿肌肉。该校的研究人员正在使用活体肌肉组织与合成机器人部件结合，制造一种被称为"生物混合"的机器人。麻省理工学院工程学教授里图-拉曼（RituRaman）证实了这一过程，并指出："我们用小鼠细胞构建肌肉组织，然后把肌肉组织放在机器人的骨架上。然后，这些肌肉就充当了机器人的致动器--每当肌肉收缩时，机器人就会移动。"肌肉纤维连接到一个被称为"挠曲"的"弹簧状"装置上，该装置是系统的一种骨骼结构。生物肌肉组织很难处理，而且通常难以预测。将其放置在培养皿中，肌肉组织会按预期膨胀和收缩，但不是以可控的方式膨胀和收缩。要在机器人系统中使用，它们必须可靠、可预测和可重复。在这种情况下，就需要使用在一个方向上具有顺应性，而在另一个方向上具有抵抗性的结构。拉曼的团队在马丁-卡尔佩珀教授的麻省理工学院制造实验室找到了解决方案。挠性结构仍需根据机器人的规格进行调整，最终选择了刚度为肌肉组织1/100的结构。拉曼指出："当肌肉收缩时，所有的力都会转化为该方向的运动。这是一种巨大的放大。"拉曼说，这种肌肉纤维/挠性系统可以应用于各种不同尺寸的机器人，但研究小组的重点是制造超小型机器人，以便有朝一日能在体内进行微创手术。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426909.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426909.htm

受蝗虫启发的微型机器人有望成为跳远冠军

受蝗虫启发的微型机器人有望成为跳远冠军跳高机器人采用了一种受叩头虫启发而设计的装置，其中一个微型线圈致动器拉动一个梁状机构。随着致动器被逐渐拧紧，它导致机械装置逐渐弯曲并储存弹性能量。一旦机构达到某个临界点，所有能量就会突然释放并放大，将机器人向上抛出。新型跳远机器人也采用了类似的系统，不过其灵感来自另一种昆虫-蝗虫的后腿。该装置的核心是一个三维打印的弹性四杆连杆，它通过一个盘绕的致动器（后者由热处理尼龙鱼线制成）的扭转获得预载。一旦释放出储存的弹性能量，机器人就会在垂直和水平方向上跳跃，其水平距离远远超过受"叩头虫"启发的前辈们。托菲克及其同事制造并测试了108个这样的机器人，其中最小的仅重0.216克，却能跳跃60倍于其身体长度的距离。希望有一天，这些机器人的后代能够使用电池供电，配备传感器，应用于农作物监测或机械内部检查等领域。"据我所知，这是第一次有人展示昆虫级机器人的长距离跳跃能力，"托菲克说。"这意义重大，因为它赋予了机器人有计划的机动性，现在它可以从A地跳到B地，穿越比它自身大小还要崎岖的地形。"您可以在下面的视频中看到其中一个机器人的行动。有关这项研究的论文最近发表在《智能材料与结构》（SmartMaterialsandStructures）杂志上。相关文章:微型机器人模仿叩头虫可轻易跳过障碍物...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396953.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396953.htm

仿生学启发设计的柔软的毛毛虫机器人利用折纸的力量移动身体

仿生学启发设计的柔软的毛毛虫机器人利用折纸的力量移动身体访问：Saily-使用eSIM实现手机全球数据漫游安全可靠源自NordVPN正如我们最近看到的其他蛇形机器人一样，它（或它的后代）有朝一日可能会被用于搜索被困在灾难现场废墟下的幸存者，甚至可能用于探索其他星球的表面。它的模块化机身由一排磁性连接的分段组成。必要时，这些部分可以相互分离，并作为一个协作"蜂群"四处移动。不过，在大多数应用中，它们还是会像毛毛虫一样连在一起。每个圆柱形部件的PET（聚对苯二甲酸乙二酯）表皮都采用了克瑞斯林式折纸图案。简而言之，这种折纸图案由多个对角折痕组成，可使圆柱段向下扭转成扁平圆盘状，然后再膨胀成圆柱状。每条折线上都有由液晶弹性体和聚酰亚胺组成的薄"控制条"，这两种材料上都覆盖着一条与电源相连的银纳米线。向纳米线网络施加电流会使其发热，进而加热控制条。液晶弹性体条对热量的反应是收缩，而聚酰亚胺条则同时膨胀。这种沿折叠线的不对称组合反应使膜段向下扭曲成圆盘状。当电流关闭时，薄膜又会膨胀成圆柱体。以这种方式依次激活所有区段，机器人就可以向前或向后移动。也就是说，纳米线"加热器"带可以只在片段的一侧激活。这将导致该段仅在这一侧收缩。如果以这种方式触发了相邻的几个节段，Robotopillar的身体就会向那个方向弯曲和移动。科学家们目前正在努力提高机器人的速度并改进其转向性能。由普林斯顿大学博士后研究员赵拓领导的研究论文最近发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。您可以在Vimeo上观看机器直立人的行动。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430338.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430338.htm

受蜜蜂启发的飞行机器人通过倾斜的翅膀获得偏航控制能力

受蜜蜂启发的飞行机器人通过倾斜的翅膀获得偏航控制能力什么是偏航轴？如果你想象一架飞机有一条垂直轴，上下贯穿其重心，偏航描述了其机头相对于该轴的横向运动。当你在办公椅上来回扭动时，你是在椅子的偏航轴上旋转。在扑翼MAV（微型飞行器）上，沿着这个轴线的运动一直很难控制。因此，这些微小的无人机在整个飞行过程中通常只朝向一个方向。不过，在以前研究的基础上，NéstorO.Pérez-Arancibia教授和华盛顿州立大学的同事们创造了一个受蜜蜂启发的机器人/无人机，可以"做扭转"。该设备被称为"Bee++"，它有四个由碳纤维和胶布制成的翅膀，每个翅膀都由一个单独的执行装置操作。为了改变MAV的俯仰（机头向上或向下），前翼的扇动速度与后翼不同。而为了使它向一侧或另一侧滚动（同时仍面向正前方），左翼和右翼又会以不同的速度拍打。通过增加左前翼和右后翼，或右前翼和左后翼的拍打速度来实现向左或向右偏航--增加的幅度从每秒100次到160次。重要的是，相对于机器人的身体，前翼在一个方向上倾斜，而后翼则在相反方向上倾斜。研究报告的共同作者RyanBena告诉我们："通过将两个翅膀安装在一个特定的角度，另外两个翅膀安装在相同的角度，但向相反的方向倾斜，当所有四个翅膀以相同的速度拍打时，力和扭矩抵消，净扭矩为零。然而，当我们想产生一个偏航扭矩时，我们只需独立地改变每个翅膀的拍打速度，使净扭矩不再为零。"希望类似Bee++的无人机最终能在狭小空间的搜救侦察、环境监测、甚至农作物的人工授粉等应用中找到用途。有关这项研究的论文最近发表在《电气和电子工程师协会机器人学期刊》（IEEETransactionsonRobotics）上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363161.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363161.htm

"昆虫大脑"启发的机器人能轻松绕过障碍物

"昆虫大脑"启发的机器人能轻松绕过障碍物在机器人技术日益先进的时代，有一个团队却逆流而上，从一只小飞虫针尖大小的大脑中寻找灵感，制造出了一个只需花费极少精力和能量就能巧妙避开碰撞的机器人。科学家们认为，果蝇的大脑非常小，在飞行过程中可用的计算资源非常有限，这种生物模型可以用于机器人的"大脑"，以实现高效、低能耗和避开障碍物的运动。格罗宁根大学的物理学家伊丽莎白-奇卡（ElisabettaChicca）说："就像在火车上一样。附近的树木似乎比远处的房屋移动得更快。昆虫利用这一信息来推断事物的距离。我们从中学到的是：如果你没有足够的资源，你可以用你的行为来简化问题。"在果蝇的大脑中，周围物体的运动是通过光学神经元T4和T5处理的。在比勒费尔德大学神经生物学家马丁-埃格尔哈夫（MartinEgelhaaf）的帮助下，研究小组通过算法在小型机器人"大脑"中模拟了这种神经活动，使其具备了处理方向信息的能力，从而有效地移动并避免与路径上的任何障碍物发生碰撞。"许多机器人技术并不关注效率，"奇卡说。"我们人类在成长过程中往往会学习新的任务，在机器人技术领域，这也反映在当前的机器学习趋势中。但昆虫一出生就能立即飞行。在它们的大脑中，高效的飞行方式是硬性规定的。"最终，这个小巧的机器人实现了一个主要目标--转向检测到的移动最少的区域。格罗宁根大学的索尔本-肖佩（ThorbenSchoepe）是硬件的设计者，他对轮式机器人进行了一系列测试，发现它能在物体之间找到中心点，还能灵巧地调整路径，引导自己绕过障碍物--就像昆虫在飞行时一样。由研究员索尔本-肖佩（ThorbenSchoepe）制造的机器人在导航测试中对准目标中心LeonivonRistok/格罗宁根大学奇卡说："这个模型非常出色，一旦设置好它，它就能在各种环境下工作。这就是这项成果的魅力所在。"研究小组认为，这是第一项专注于避障的同类研究，它为机器人神经形态硬件的发展迈出了一大步。未来，这样的机器可用于在灾难现场等杂乱地形中导航，能量输出极低，还可根据用途配备不同类型的传感器，如探测无结构物体的雷达。奇卡说："我们开发的机器人灵感来自昆虫。它具有在密集地形中行进、避免碰撞、穿越缝隙和选择安全通道的卓越能力。这些能力是通过一个神经形态网络引导机器人向表面运动较小的区域移动来实现的。我们的系统利用了有关昆虫视觉处理和避障的知识"。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418069.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418069.htm