图源：University of Notre Dame

机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。它们具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重而复杂的工作。这不仅能提高工作效率与质量，服务人类生活，还可扩大或延伸人的活动及能力范围。

近日，在一项新研究中，圣母大学电气工程助理教授Yasemin Ozkan-Aydin从生物系统中获得灵感，研发出了四腿群体机器人。这些机器人能够在具有挑战性的环境中，模仿自然界的其他生物，和“同伴”一起完成艰巨的任务。

腿式机器人可以在崎岖地形和狭小空间等具有挑战性的环境中航行，四肢的使用提供了有效的身体支撑，促进了障碍物的快速穿越。但是，有腿机器人在实际环境中也面临着挑战，那就是运动性能的下降。

在这项研究中，她假设单个机器人之间的物理连接可以增强其移动性。单个机器人可以执行简单的任务，例如在光滑的表面上移动或搬运轻物体。但如果任务超出单个机器人的能力范围，则机器人会彼此物理连接以形成更大的“多腿系统”来共同完成任务。

Ozkan-Aydin说：“当蚂蚁运输物体时，如果遇到障碍物，蚂蚁群体会共同努力克服该障碍物。例如，如果路径中有间隙，它们将形成一座桥梁，以便其他蚂蚁可以穿越。我的研究灵感，就来于这个现象。”

Ozkan-Aydin使用3D打印机制造了长度为15到20厘米的四足机器人，每个都配备了锂聚合物电池、微控制器和三个传感器。三个传感器分别是一个光传感器和前后两个磁性触摸传感器，允许机器人相互连接。四只灵活的腿减少了对额外传感器和零件的需求，并为机器人提供了一定的机械智能，这有助于在崎岖或不平坦的地形上进行交互运动。

在运输物体时，某个机器人遇到障碍，就会像其他机器人发送信号。届时，它们会连接在一起，在集体工作的同时成功穿越障碍。

该研究论文题为“Self-reconfigurable multilegged robot swarms collectively accomplish challenging terradynamic tasks”，已发表在Science Robotics上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abf1628

标签： 科学家 利用 3D 打印