能跑能飞还能爬墙的机器人,最快速度3.2m/s,能拖动比自身重30倍重物!

见惯了飞行的无人机,走路的四足机器人, 能跑、能飞、还能爬墙的机器人,你见过吗?

可以在各种崎岖地形快速行走:

遇到障碍物不怕,“低个头”就过来了:

爬陡坡,甚至垂直墙面,仿佛被蜘蛛侠附体:

世界这么大,陆地可限制不住我,走,上天!

这款纵横陆空的机器人由盖夫本古里安大学的David Zarrouk 教授开发,叫做“FCSTAR”,听名字就知道,它是STAR机器人家族中的一员,这个家族里的成员个个都是运动健将,运动能力非常强,有的能飞,有的能游泳,还有的爬行速度非常快。

我们今天要介绍的FCSTAR除了能跑会飞外,一个新增的亮点是在陡坡甚至垂直墙壁上爬行,这得益于其独特的驱动机构和双向推力机构,增加了其对表面的抓地力。

▍前推力爬陡坡墙壁,副推力能拖动30倍重物

FCSTAR机器人长 24 厘米,宽 27 至 34 厘米,刚性结构包括装有控制器、板载电池和由伺服电机驱动的伸展机构,还配备了四轮推进、可逆控制器和螺旋桨。

有了螺旋桨,机器人不仅能飞,也为垂直爬行提供了推力,这种推力可以增加机器人在斜坡上行驶时与表面的抓地力,从而防止其滑倒或翻车。其中,两个螺旋桨电机同时用于飞行和爬行,剩下的两个电机可用于产生负升力(通过反向旋转)增加机器人与表面的接合力。

推力可以由不同的螺旋桨旋转产生,在几种推力产生的可能性中,研究人员使用了前推力来让机器人爬坡,两个前部电机施加负升力,两个后部电机用来驱动机器人的四个轮子。

通过施加负推力,机器人还可用于拖动重物,它成功拖动了一辆带有脚轮的手推车,总质量超过 40 公斤,几乎是机器人重量的 30 倍。

▍陆空小霸王,最快速度3.2 m/s

研究人员测试在瓷砖地板、草地和石头等表面上测试了机器人的地面驾驶能力,在相对光滑的表面上,机器人达到了 3.2m/s 的最大速度。其实它还能跑的更快,但出于安全原因,研究人员限制了速度。

机器人还可以轻松地在草地上行驶,甚至在大小与其半径相似的石头上行驶,其整体结构被设计为两侧对称,可以相对于其中心体对称移动,可以在 0 到 45 度的范围内变化,这就是为什么机器人能够在遇到障碍物时“低头”通过。

除了地面实验外,当其伸展角度减小到零时,机器人可以像普通四轴飞行器无人机一样飞行,总起飞重量为 1.3 kg,在飞行模式下,飞行控制器使机器人保持稳定,并使用其加速度计和陀螺仪传感器在闭环中纠正命令。

▍灵活低功耗,应用前景广泛

在能爬墙的机器人中,有些机器人使用了具有粘性的机器人脚,这需要考虑摩擦力以及如何快速让脚离开墙壁,限制了机器人的速度;也有些机器人使用螺旋桨增加对墙壁的支撑,但它们往往尺寸较大,限制了在狭窄空间内行驶的能力。

FCSTAR机器人小巧,灵活,可以越过大型障碍物,也可以爬上间隔很近的墙壁,在高速行驶中它消耗的能量也很少,其灵活性和低功耗可以实现多种应用,例如农业、搜救以及挖掘。

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