導(dǎo)讀

近日，日本東京電子通信大學(xué)研制出一種蛇形鉸接式移動(dòng)機(jī)器人，并找出了控制它進(jìn)行三維轉(zhuǎn)向、爬樓梯和操縱物體的方法，極大地提高了其機(jī)動(dòng)性和靈巧性，可應(yīng)用于檢查狹窄空間和災(zāi)區(qū)救援等工作。

作者：pumpkin醬

貌丑心善的機(jī)器人界“卡西莫多”?

一個(gè)個(gè)蛇形機(jī)器人嚴(yán)肅地穿行在瓦礫遍地的廢墟中，它們翻越碎石雜物，鉆過(guò)狹窄空隙，一點(diǎn)點(diǎn)搜尋著生命的信息。

蛇形機(jī)器人，顧名思義，是一種能夠模仿生物蛇運(yùn)動(dòng)的新型仿生機(jī)器人。由于它能像生物一樣實(shí)現(xiàn)“無(wú)肢運(yùn)動(dòng)”，因而被國(guó)際機(jī)器人業(yè)界稱為“最富于現(xiàn)實(shí)感的機(jī)器人"。今天我們要談的蛇形鉸接式移動(dòng)機(jī)器人就是其中一種。

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盡管它們的外形有些恐怖，但千萬(wàn)不要以貌取“人”。正是這種獨(dú)特的形態(tài)使它們能夠在狹小的空間和崎嶇的地形中自由行動(dòng)，解決人們?cè)诒姸嗵厥猸h(huán)境中面臨的困境。就像《巴黎圣母院》里的卡西莫多一樣，蛇形鉸接式移動(dòng)機(jī)器人雖然貌丑，但心善。

高操控性蛇形機(jī)器人T2Snake-3?

蛇形鉸接式移動(dòng)機(jī)器人可以利用其細(xì)長(zhǎng)的身體進(jìn)入狹窄空間，并攀爬障礙物，可以有效地檢查狹窄的空間和在災(zāi)區(qū)進(jìn)行搜救行動(dòng)。然而，由于它們有太多的驅(qū)動(dòng)器，所以很難控制它們的精確運(yùn)動(dòng)，在實(shí)際應(yīng)用中存在很多障礙。

現(xiàn)在，東京電子通信大學(xué)的Motoyasu Tanaka及其同事的研究有利于解決這一問(wèn)題。他們提出了控制蛇形機(jī)器人進(jìn)行三維轉(zhuǎn)向、爬樓梯和操縱物體的方法，并研制出了新型蛇形機(jī)器人T2 Snake-3。

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在三維轉(zhuǎn)向中，機(jī)器人通過(guò)放松關(guān)節(jié)跟隨周圍地形，然后從機(jī)器人的姿態(tài)恢復(fù)移動(dòng)。通過(guò)這種方法，操作者可以很容易地在不平坦的地形上控制和移動(dòng)機(jī)器人。

對(duì)于爬樓梯，機(jī)器人在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間自動(dòng)地將其在樓梯上的運(yùn)動(dòng)從頭部移動(dòng)到尾部。這種轉(zhuǎn)變可以通過(guò)連接在機(jī)器人底部的傳感器數(shù)據(jù)來(lái)觸發(fā)。頭部運(yùn)動(dòng)和尾部運(yùn)動(dòng)的相互配合使T2 Snake-3能夠輕易攀爬樓梯。

而在操縱一個(gè)物體時(shí)，附著在機(jī)器人頭部的夾持器的位置和方向是通過(guò)自主選擇提升/接地輪子的分配來(lái)保持適當(dāng)?shù)淖藨B(tài)來(lái)控制的。

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盡管機(jī)器人T2 Snake-3有大約30個(gè)執(zhí)行器，但操作員可以使用這些方法和游戲板輕松操作機(jī)器人。

未來(lái)應(yīng)用?

使用Motoyasu Tanaka和其同事所提出的方法，機(jī)器人T2 Snake-3可以進(jìn)入狹窄的空間，可以爬上一米高的臺(tái)階，爬上樓梯，甚至旋轉(zhuǎn)閥門。這些方法對(duì)蛇形機(jī)器人在檢測(cè)設(shè)備和災(zāi)害響應(yīng)等方面的實(shí)際運(yùn)用中進(jìn)行了有效的控制。

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其實(shí)不難發(fā)現(xiàn)，蛇形機(jī)器人的發(fā)展正由原來(lái)粗狂型的探索階段轉(zhuǎn)向?qū)?xì)節(jié)和精準(zhǔn)度方面的深入研究，機(jī)器人T2Snake-3的出現(xiàn)顯然推動(dòng)著蛇形機(jī)器人向落地實(shí)用更進(jìn)一步。

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隨著科研的進(jìn)步，未來(lái)，機(jī)器人T2Snake-3有望憑借其高機(jī)動(dòng)性和靈巧性控制在設(shè)備檢測(cè)和災(zāi)區(qū)搜救等專業(yè)方面發(fā)揮更大作用。就像那句話說(shuō)的“科學(xué)研究的最終目的是造福人類”，希望在不久的將來(lái)能夠看到越來(lái)越多的科研成果被用來(lái)方便和改善人們的生活。

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總結(jié)

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