折紙為靈感，哈佛大學(xué)研發(fā)水下球形機(jī)器人，專門捕獲海底柔軟生物

2018-07-22 13:18來源:

原標(biāo)題：折紙為靈感，哈佛大學(xué)研發(fā)水下球形機(jī)器人，專門捕獲海底柔軟生物

本文來源：機(jī)器人大講堂

絢爛多彩的海底世界，一直是科學(xué)家們積極探索的另一個神秘空間。那里有色彩斑斕的珊瑚，有純凈優(yōu)雅的水母，有各種各樣比人類存活要長很多很多的遠(yuǎn)古生物。據(jù)科學(xué)家介紹，海底世界是地球上資源最廣又開采最少的自然環(huán)境，而且至少還有100萬種尚未挖掘的物種。而且許多未被發(fā)現(xiàn)的水生動物是凝膠狀的，因此超級脆弱。傳統(tǒng)的捕獲技術(shù)，如網(wǎng)，通常會破壞這些生物。

但海底危機(jī)四伏的環(huán)境并不適宜人類親自抵達(dá)，而所借助的機(jī)器人大多又粗糙堅硬，沒辦法將古老的軟體動物完好無損的帶回陸地。因此開發(fā)一種柔軟的機(jī)器人抓手，成為解決這一問題的出路。近期哈佛大學(xué)的研究人員就研發(fā)了這樣一款柔軟抓手，并把詳細(xì)文章發(fā)表在了《science robotics》上。

這是一款以折紙為靈感的機(jī)器人抓手，全名為rotary actuated dodecahedron縮寫為rad，它看上去像一個5瓣的花朵，當(dāng)機(jī)器人抓手的5個花瓣關(guān)合時，從外形上看是一個中空的十二面體，能夠在觀察到獵物時迅速關(guān)合并且給獵物留下足夠的空間。

機(jī)器人的5個花瓣完全相同，是通過3d打印的聚合物，這種材料質(zhì)地柔軟耐用。花瓣們被連接到一系列的旋轉(zhuǎn)接頭上，這些旋轉(zhuǎn)這頭連載一起形成支架。

這個抓手最神奇的地方，是受到折紙的啟發(fā)，機(jī)器人的5個花瓣附著在一系列的旋轉(zhuǎn)接頭上，僅需要一個電機(jī)就能讓整個結(jié)構(gòu)圍繞其關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)，將抓手折疊成中孔的12面體。而且研究人員嘗試了集中不同的形狀，但這種12面版的效果最好。

目前這款機(jī)器人抓手已經(jīng)在水族館內(nèi)進(jìn)行了測試，它能夠成功捕獲并釋放柔軟的水母，而不對它造成任何傷害。

而且，這款機(jī)器人抓手還被安裝在了一款水下機(jī)器人機(jī)體上，并成功潛入700米海底警醒了深度測試。在遠(yuǎn)程測試中它也成功捕獲并釋放了魷魚、章魚和水母等標(biāo)本。

這款機(jī)械手的研發(fā)兼文章的第一作者表示，rad采樣器設(shè)計非常適合深海環(huán)境，因?yàn)樗目刂品浅：唵危虼丝梢允乖馗佟Ｋ彩悄K化的，所以如果有什么東西壞了，我們可以簡單地更換部件并將采樣器送回水中，而且這種折疊設(shè)計也非常適合在太空中使用。

研究人員正在開發(fā)一種更耐用，更堅固的rad版本，用于更復(fù)雜的水下任務(wù)，如海洋地質(zhì)甚至建筑項目。未來，rad還可以配備內(nèi)置攝像頭，觸摸傳感器甚至dna測序技術(shù)。因此，除了捕捉海洋生物之外，rad最終還是能夠在該領(lǐng)域進(jìn)行自己的研究。

有意思的是，關(guān)于這種設(shè)備，就連國家地理雜志也在網(wǎng)站上刊登并且大篇幅報道了，可想而知，這種設(shè)備的對于探測海底世界意義還是深遠(yuǎn)的。

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