新型仿生机器人揭开蜥蜴攀爬奥秘!四肢配合扭转才能抓稳墙壁
原标题:新型仿生机器人揭开蜥蜴攀爬奥秘!四肢配合扭转才能抓稳墙壁
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备用题目:
新型蜥蜴机器人模仿攀爬运动 , 兼顾速度与稳定有诀窍
澳洲团队研发蜥蜴机器人 , 垂直攀爬又快又稳的奥秘
智东西(公众号:zhidxcom)
编译|屈望苗
编辑|Panken
智东西3月31日消息 , 据外媒NewScientist今日报道 , 澳大利亚阳光海岸大学的ChristoferClemente和他的团队研发出一款体长约24厘米的仿生蜥蜴机器人 。
该机器人或可用于揭示蜥蜴等爬行动物的运动原理 。 本研究中 , 研究人员通过比较仿生机器人与真实蜥蜴的运动状态 , 揭示了蜥蜴进行垂直攀爬运动的两大要领:四肢、脊椎配合移动 , 保持适宜的移动速度 。
这项研究已经发表在英国皇家学会(RoyalSociety)网站上 , 论文题目为《使用仿生攀爬机器人来探索蜥蜴攀爬的表演景观(Usingabiologicallymimickingclimbingrobottoexploretheperformancelandscapeofclimbinginlizards)》
论文链接:
【新型仿生机器人揭开蜥蜴攀爬奥秘!四肢配合扭转才能抓稳墙壁】https://doi.org/10.1098/rspb.2020.257
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一、前后肢配合旋转 , 抓墙更稳
Clemente团队将蜥蜴机器人与家中壁虎、澳洲水龙等真正的蜥蜴放在一起 , 进行垂直攀爬测试 , 并将整个过程拍摄下来进行分析 。
测试发现 , 当蜥蜴机器人的前肢向外旋转20度 , 后肢向外旋转100度时 , 它可以稳稳地待在墙上 。 当它的四肢以同样的角度向内旋转时 , 也同样可以在墙面上保持稳定 。 而据Clemente描述 , 在自然界中蜥蜴的四肢只能以这个角度向外旋转 。
他们还发现 , 当蜥蜴机器人结合四肢和脊柱运动时 , 它可以爬得最远 。 虽然脊柱只能做弯曲50度左右的旋转运动 , 只旋转脊柱也可以使机器人移动 , 但肢体的大量运动配合脊椎的少量运动才是最有效的方式 。
二、爬升速度适中 , 距离更远
研究发现 , 无论对蜥蜴还是机器人 , 控制适当的速度都是增加竖直爬行距离的有效方法——既不要太快 , 也不要太慢 。
在测试中 , 当机器人爬升速度超过其最高速度的70%或低于最高速度的40%时 , 它都有一半的几率会掉下来 。 在这个区间里有一个最佳位置 , 使它保持在墙上不掉下来 。 而实际的蜥蜴通常以它们最大奔跑速度的60%到80%爬升 , 以保持它们对墙壁的抓地力 。
结语:关注自然 , 会带来新技术的启迪
在古老的时代 , 诸如蝾螈的陆生四足动物只能通过脊椎的旋转来移动 , 而随着进化的进程 , 现代爬行动物找到了更适合攀爬的动作 。 或许 , 进化和仿生机器人的研发有着相似的进程 , 朝着相似的方向发展 。
正如Clemente所说:“要制造更高效的机器人 , 我们首先应该关注自然 。 ”
来源:NewScientist
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