专为“上天”设计!这种折纸机器人可用于太空旅行

智造部落 2023-06-16
1542 字丨阅读本文需 5 分钟

多边形网格的数字世界和群集行为的生物世界为瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员带来了灵感。

据最新一期《自然·机器智能》杂志报告,他们开发了一种可以改变形状、四处移动并能与物体和人互动的折叠式机器人,可以从2D三角形变形为几乎任何3D形状,开创了模块化机器人的先河。未来,这种机器人或在太空旅行中有广泛应用前景。

不太成功的MSE-6修理机器人,可用于通信

MSE-6修理机器人,是星球大战影视作品里比较常见的机器人,这些机器人隶属银河帝国,最早于《新希望》中登场。MSE-6修理机器人,俗称“老鼠机器人”(Mouse Droid),由像老鼠一样的查德拉-芬人(Chadra Fan)开发,可用于通信。

雷巴克桑科伦尼公司在MSE-6修理机器人的生产研制上犯了成本巨大的错误。他们生产了数十亿MSE-6,但市场却对其非常反感。为了弥补经济损失,雷巴克桑科伦尼将他们所有的MSE-6修理机器人都贱卖给银河帝国。在帕尔帕廷的新秩序下,海军的规模急速扩大。他们欣然接受这笔交易,让这些小机器人在舰队里工作。

MSE-6是通用机器人,每个都有多种能力,但功能单一。他们的盒形外壳内藏有关节操纵臂,能安装单个模块电路矩阵,即“C矩阵”,其中包含一种技能。为MSE-6安装的常见技能包包括保洁、安保、基本修理和通信。多个MSE-6能首尾相连,组成一条微小的多功能机器人序列。这些机器人拥有强烈的自我保护意识。一旦遇到危险,它们会立即逃窜。在穆斯塔法等地的工业设施中,以及歼星舰、死星等太空场所内,这些带轮子的方形小机器人会履行信使和微不足道的维护职责。

新型通信机器人出现, Mori3 机器人问世

EPFL可重构机器人实验室主任杰米·派克表示:“我们的目标是创造一种模块化的折叠机器人,它可以根据面对的环境和任务随意组装和拆卸。”这种名为Mori3的机器人可以改变自身的大小、形状和功能。Mori3机器人的各个模块都是三角形的。这些模块很容易连接在一起,在称为多边形网格的过程中创建不同大小和配置的多边形。

研究团队表示,他们已经证明多边形网格是一种可行的机器人策略。为了实现这一目标,该团队必须突破机器人技术的各个方面的界限,包括机械和电子设计、计算机系统和工程。于是,研究人员开发了Mori3机器人,它擅长做机器人能做的三件事:四处移动、处理和搬运物体以及与用户互动。

创造模块化和多功能机器人的优势是什么?派克解释说,相互连接以创建关节结构的多边形和多态机器人可以有效地用于各种情况,执行更广泛的任务。

目前的航天器在空间上无法为需要执行的每个单独任务配备不同的机器人。研究人员表示,Mori3最大的特点就是它的多功能性,它就是为“上天”而创造的,其设计部分是为了在航天器上使用。未来,团队希望Mori3机器人将用于通信和外部维修。

Mori3 机器人,专为太空旅行设计

Mori3 机器人,不像一个普通的机器人,它是一群机器人。携带一个全尺寸的机器人进行太空旅行可能会带来一些挑战,因为前往月球甚至火星的火箭可能会有一点拥挤。解决方案是:一种模块化机器人,它可以由较小的部件组装而成,这些部件聚集在一起,形成一群相互连接的部件,所有部件都共享同一个大脑。

研究人员相信,Mori3 有一天可以帮助宇航员在月球上建立殖民地,也许在更远的将来可以部署在火星上。可重构机器人实验室主任杰米·派克(Jamie Paik)在一份声明中说:“我们开发 Mori3 的目标就是要创造一个模块化的、类似折纸的机器人,它可以根据环境和手头的任务随意组装和拆卸。Mori3 可以改变它的大小、形状和功能。”

单独来看,每个部分看起来并不多,但当连接在一起时,三角形部分就像一个“群”一样运作。据研究人员介绍,Mori3 机器人实际上在某种程度上是自主的 —— 它能够改变自己的形状,附着在不同的部件上,这些部件可以相互交流,形成一个功能结构。行动中的 Mori3 看起来有点像机器蜘蛛或僵尸狗。一旦它以预定的形式复活,它就可以四处移动、处理和运输物体,以及与它的用户互动。该机器人的设计是为了适应航天器,并根据其形状执行一些基本活动,但它并不是为了执行复杂的任务而设计的。

可重构机器人实验室主任杰米·派克表示:“相互连接的多边形和多态机器人,可以有效地用于各种应用。当然,像 Mori3 这样的通用机器人,在某些领域的效率将不如专业机器人。也就是说,Mori3 最大的卖点是它的多功能性。”

文章来源: 科学头条,极目新闻,知新了了,快懂百科

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