一只受昆蟲(chóng)影響的無(wú)人機(jī)在撞擊時(shí)會(huì)變形

近年來(lái)，機(jī)器人專家從傳統(tǒng)的日本折紙實(shí)踐中汲取了一頁(yè)，并提出了輕巧，靈活，高度創(chuàng)新的機(jī)器人和無(wú)人機(jī)。出現(xiàn)了兩種類型的折紙結(jié)構(gòu)：具有一定承重能力的剛性結(jié)構(gòu)，但如果超出容量則會(huì)破壞，以及不能承受大部分負(fù)荷的柔性彈性結(jié)構(gòu)。

EPFL研究人員應(yīng)用他們觀察到的昆蟲(chóng)翅膀，開(kāi)發(fā)出一種混合折紙無(wú)人機(jī)，根據(jù)具體情況可以是僵硬或靈活的。在空中時(shí)，該結(jié)構(gòu)足夠堅(jiān)硬以承受其自身重量并承受螺旋槳的推力。但是如果無(wú)人機(jī)遇到某種東西，它會(huì)變得靈活，以便吸收沖擊，從而最大限度地減少任何損壞。這項(xiàng)研究正在Dario Floreano的智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，已發(fā)表在Science Robotics上。

無(wú)人機(jī)的彈性來(lái)自堅(jiān)硬和彈性層的獨(dú)特組合。拉伸彈性體膜，然后夾在剛性板之間。當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，板固定在一起并使結(jié)構(gòu)具有剛度。但是當(dāng)施加足夠的力時(shí)，板會(huì)拉開(kāi)并且結(jié)構(gòu)可以彎曲。

“當(dāng)我們制造無(wú)人機(jī)時(shí)，我們可以賦予其特定的機(jī)械性能，”該研究的主要作者Stefano Mintchev說(shuō)。“這包括，例如，定義結(jié)構(gòu)從僵硬切換到靈活的時(shí)刻。” 并且因?yàn)闊o(wú)人機(jī)在折疊時(shí)會(huì)產(chǎn)生彈性勢(shì)能，所以當(dāng)它被指示時(shí)它會(huì)自動(dòng)展開(kāi)。

同時(shí)具有剛性和柔韌性的結(jié)構(gòu)也具有一系列其他潛在應(yīng)用。在他們開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)時(shí)，研究人員使用相同的技術(shù)創(chuàng)造了一種柔軟觸感的抓手。一旦達(dá)到一定的壓力水平，夾具就會(huì)軟化，以免破壞它正在拾取的物體。這也意味著它無(wú)法獲得超出其容量的負(fù)載。

“目前機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是制造更柔軟的機(jī)器人，能夠適應(yīng)特定的功能，并與人類一起安全地運(yùn)行。但是一些應(yīng)用也需要一定程度的剛性，”Floreano說(shuō)。“通過(guò)我們的系統(tǒng)，我們已經(jīng)證明您可以在兩者之間取得適當(dāng)?shù)钠胶狻?rdquo;