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蛇怪蜥蜴?科学家研发能在水面“奔跑”的两栖机器人

发表时间:2020-11-19 22:04:00  来源:野望文存  浏览:次   【】【】【

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近日,以色列本·古里安大学的生物启发和医疗机器人实验室主任David Zarrouk博士和研究生Avi Cohen在IROS(智能机器人和系统国际会议)上展示了一种新型高速两栖机器人,可以在水面上高速游泳和奔跑,还可以在地面上爬行。

这款机器人叫AmphiSTAR,是该校STAR机器人家族的最新成员。据AmphiSTAR介绍称,该机器人是以蛇怪蜥蜴为灵感研发出来的。

蛇怪蜥蜴——会水上漂的蜥蜴

蛇怪蜥蜴又称为耶稣蜥蜴,它们的栖息地大多在热带雨林的河流边,以小昆虫为主食,生活在河流边的蜥蜴会游泳不出奇,但能在水面快速奔跑行走,就引起了人们的注意。

蛇怪蜥蜴能够水面奔跑是它的身形结构决定的,蛇怪蜥蜴的脚趾细长,脚底下还覆盖有鳞片,当这些鳞片和水面发生接触时,有利于产生气泡,不会打破水面张力的平衡,而AmphiSTAR机器人则是通过在底部配备了4个螺旋桨和一对浮力罐达到这种效果。

AmphiSTAR机器人的诞生

最初的FSTAR(飞展调整型自主机器人)具有可调节角度的展臂,一侧带有轮子,另一侧带有螺旋桨。这种设置使它可以像汽车一样沿着地面滚动,或者像四翼飞机一样飞行。

随后的RSTAR(上升式无轨调整机器人)一侧保留了圆形轮,但将螺旋桨换成了另一侧的无辐轮。它使用圆轮在平坦的地形上移动,但随后又把自己翻转过来,使用辐条轮子在粗糙不平的地面上行驶。

“巴掌大小”的AmphiSTAR保留了支腿式的可展开臂,配备了4个螺旋桨--每个臂的底部都有两个,其轴线可以利用爬行机构进行倾斜。当在草地或碎石等表面移动时,臂的角度使螺旋桨叶片的功能就像RSTAR的无边辐轮一样,挖掘并拉动机器人前进。这种配置使它能以每秒3.6米的最高速度爬行。

到达水体后,螺旋桨就是机器人在水面上滑行的桨,最高以1.5米/秒的速度“在水面上奔跑”。两个浮力罐使其能够在水上盘旋时高速漂浮并平稳过渡到低速游泳,反之亦然。

“我们设想AmphiSTAR可以用于农业、搜救和挖掘应用,在这些应用中既需要爬行又需要游泳,”该大学生物启发和医疗机器人实验室主任David Zarrouk博士说。

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责任编辑:蔡学森