日本的科学家开发了一种以毛毛虫为灵感的机器人,可以用来监测地球环境中的变化。
东京大学信息科学与技术研究生院的研究人员Takuya Umedachi一直在研究各种动物的物理特征,以找出他可以适应他的机器人设计。
在建造机器人方面,现代工程师从大自然中获取线索并不少见。一些最新的发明结合了类似于无骨动物的特征,例如章鱼,,,,祈祷螳螂,,,,海蜇, 和海星。
研究人员更喜欢使用这些生物,因为他们的身体被认为更具损害性但灵活性的耐药性,以克服许多阻碍常规,硬壳自动机的进步的障碍。
乌姆说这些类型的机器人更适合人类环境,因为它们柔软的功能可以帮助人们在与之互动时感觉更安全。
但是,创建软机器人的缺点是,材料倾向于采用复杂的形状,从而使它们更难使用常规技术控制。研究人员通常必须进行大量的数字处理,以正确建模并预测其发明的行为。
软机器人毛毛虫
为了找出他们如何更好地控制软机器人的运动,Utokyo研究人员研究了一种被称为Manduca Sexta的飞蛾的毛毛虫的行为。在漫长的演变中,毛毛虫发展出一种复杂的运动方式,不需要太多的大脑处理。
Umedachi和他的同事发现,在这个幼虫阶段的昆虫不取决于他们的大脑来指导他们的身体运动,尤其是因为它们仅使用有限的神经元。取而代之的是,这些生物采用了更加分散的系统来控制其身体。
研究人员的模型表明,毛毛虫使用在软组织中发现的感觉神经元将数据传递到其肌肉中。反过来,这会导致昆虫的身体与中继信号一起移动。
Umedachi和他的团队从Caterpillars汲取灵感,提出了一种柔软的机器人设计,该设计具有与昆虫相似的身体特征。他们将传感器连接到机器人上,以帮助指导其在各种表面上的运动。
然后,研究人员使用计算机数据来微调对发明电机的控制。最终结果是一个软机器人,可以通过变形其四个段来在表面上移动。
机器人传感器收集的数据也可以用来控制其内向和爬行动作,即使没有过多地强调指导机制。
Umedachi解释说,机器人身体的柔软性可能是提出智能机器人行为的关键因素。
实际应用
Utokyo的软机器人可以具有许多实际应用,其中尤其是对环境中各种变化的监视。
Umedachi说,他想开发一个能够在树枝上移动的类似毛毛虫的机器人。这些设备可以在它们上附带相机和传感器,以便它们可以从此类斑点收集科学数据。
这发现东京大学的研究刊登在《杂志》中开放科学。