一个电机能干嘛?Ben Gurion和UC Berkeley大学教授脑洞大开,共同打造多款奇妙机器人?
一个电机能干嘛?对于大多数机械小白来说,做个电风扇、驱动一个小汽车已经算是非常标准的答案了。但在Ben Gurion(以色列内盖夫本古里安大学)的David Zarrouk教授和来自UC Berkeley(加州大学伯克利分校)的Ronald S. Fearing教授眼里,一个电机足以打造一款机器人,而且性能优良变化多端。
上图两位教授合力研发的一款多功能越障机器人Rising STAR。这只小车虽然表面上看上去和大学生的机器人手工制作没啥区别,但当真是一款功能齐全,驱动简单而又时刻散发着机械魅力的呆萌小车。首先,这是一款轮腿混合的机器人(看起来和其他轮腿混合略有不同),两个长长的略显笨拙的腿可以乌龟那样在地上爬行。
腿足的末端安装了两种不同的轮子
普通的圆形轮和越障用的扇形轮
通过腿部翻转决定哪侧轮子在外着地
这样机器人便拥有了跌倒后
迅速翻转前行的能力
大长腿向前的自由度
可以让机器人越过枯枝和沟壑
大长腿横向的自由度
能够帮助机器人攀爬墙体缝隙
而最最关键的是,机器人完成这一切,都仅仅由一个电机、简单的齿轮传动机构和科学家设计的特殊机械结构完成的。或许在舵机大行其道的实体机器人领域,这种极简的设计风格,更能体现机械与齿轮之美吧。
David Zarrouk教授讲这款机器人还搭载了摄像机,等研究成熟之后会应用到救援与探测任务中。而且未来他们还将研究人工智能算法,让机器人可以通过自己的判断来决定以何种姿态继续前行。而且更大版本的Rising STAR机器人也在研究之中,以期能够适应更多复杂的地形。
关于一个电机机器人的探索对于David Zarrouk教授和Ronald S. Fearing教授已经并不是第一次了,早在2014年,他们就联名发布了一款机器人叫1STAR(一个执行器的机器人)。这个机器人虽然有6只脚,却仅有一个电机,而且还能控制机器人的走向。
这一切的奥秘都源于这款机器人巧妙的机械结构和特殊材料的应用。据IEEE介绍,机器人的三对腿中,前后两侧的腿是电机主动驱动,中间的一对腿属于被动驱动。科学家根据步态研究只需要控制哪几个腿来动,便能决定机器人是向左行走还是向右行走,是加速还是减速了。
机器人可以左右拐弯
地上行走的1STAR
特别像一只灵活的昆虫
另外,他们还合力做了一个机械手臂。同样是巧妙的机械结构加简单的驱动,只是这次和之前略有不同,因为他们采用了多达两个电机(有时也只需一个电机就够了)来控制机械臂的弯曲与传送物品的功能。
这次的机械结构更简单,它机械臂的结构像极了我们小时候玩过的玩具蛇,模块化的结构让我们可以随意控制其长短和弯折方向。
对于这款机械臂来说,前面的模块化玩具蛇的结构只不过是一个轨道,真正的功臣还是上面的抓手。抓手可以抓取物品,并根据物品的放置地控制机械臂在那个关节拐弯。
当然,如果碰见一次拐弯不够的情况,另一个辅助小车就出现了,它可以在后面帮助弯折机械臂,最终将前面的抓手送到它想去的地方。
同样看上去很简单,但能够想出来并做成机器人还真让人感觉新奇。据介绍这款机械臂可以应用在太空领域帮助卫星抓取太空上的物品,也可以用来采摘。
有时候,科学家的成果总是让人在“原来这么简单”的惊叹中佩服其构思的巧妙,也许大多数时候对于科学家来说并不是发现什么伟大的发明,而且将我们并不很在意的东西扩大并发挥到极致。总之,替他们点赞,期待未来有更好玩的“玩具”出现。