幾年前，在芝加哥的IROS(IEEERSJ智能機(jī)器人和系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議)上，哈佛畢業(yè)生Michael Tolley向人們展示了一個(gè)利用爆發(fā)力跳躍的機(jī)器人。它有一個(gè)粉紅色和柔軟的形狀，用三條“腿”來(lái)支撐自身的重量。Tolley現(xiàn)在在加州大學(xué)圣地亞哥分校有自己的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，并一直致力于軟機(jī)器人的研究。最近，他們表示將在下周的ICRA(IEEE國(guó)際機(jī)器人與自動(dòng)化會(huì)議)上展示最新的研究成果——一種可以行走的四足軟體機(jī)器人。
軟機(jī)器人(即帶有軟致動(dòng)器的機(jī)器人)在設(shè)計(jì)和制造上的優(yōu)勢(shì)在于，可以很容易地、低成本地配備各種匹配的安全配置。但他們的問(wèn)題往往在于，由于結(jié)構(gòu)本身的特殊性，制作人在制作軟體機(jī)器人時(shí)，往往需要手工制作鑄件等模具。
Dylan Drotman和Tolley UCSD實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生們發(fā)明了一種新方法——使用3D打印來(lái)制作軟機(jī)器人的足部結(jié)構(gòu)，大大簡(jiǎn)化了制造過(guò)程。使用這種打印方法，幾乎可以很容易地將機(jī)器人的整個(gè)四足結(jié)構(gòu)打印成單個(gè)部件。然而，由于打印材料性能要求的特殊性，需要使用定制的軟橡膠材料和剛性材料的混合物，才能生產(chǎn)出硬度可調(diào)的最終產(chǎn)品，這是普通3D打印機(jī)難以做到的。這一次，研究人員使用了3D打印巨頭Stratasys。公司用于打印的Objet350 Connex3也很貴。
至于機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)，如下圖所示，腿部本身是由三根柔性可充氣的橡膠管粘合在一起形成管狀的三角形截面。通過(guò)使兩個(gè)管膨脹，支腿將在未膨脹管的方向上彎曲，形成可在兩個(gè)軸上控制的支腿結(jié)構(gòu)。
機(jī)器人的四條腿以X形安裝在一起，不僅具有像傳統(tǒng)爬行機(jī)器人一樣的爬行能力，還可以抬起每條腿進(jìn)行“行走”。憑借其運(yùn)動(dòng)的靈活性，研究人員可以在巖石、沙子或狹窄空間等不同環(huán)境中測(cè)試和優(yōu)化其步態(tài)。
因?yàn)闄C(jī)器人不僅需要攜帶傳感器，還需要連接有很多執(zhí)行器的攝像系統(tǒng)，后面還有加壓氣源或電池等電子設(shè)備，這就要求它有一定的承載能力。此外，在承重方面，機(jī)器人從地面“站起來(lái)”的過(guò)程中可以承受0.62 kg的載荷，直立狀態(tài)下可以承受更大的重量。此外，研究人員還表示，將開(kāi)發(fā)一種不受限制的四足機(jī)器人，可用于在可能對(duì)人體有害的危險(xiǎn)環(huán)境中探測(cè)或獲取傳感器對(duì)相關(guān)參數(shù)的讀數(shù)。
該實(shí)驗(yàn)室的研究人員，如迪倫·德羅特曼、紹拉布·賈達(dá)夫、馬哈茂德·卡利米、菲利普·德佐尼亞和邁克爾·t·托利，將參加在新加坡舉行的IEEE機(jī)器人和自動(dòng)化國(guó)際會(huì)議，機(jī)器人也將出現(xiàn)在展會(huì)上。