新型“肌肉”驅動機器腿能走會跳
发稿时间：2024-09-18 10:14
来源：
科技日報
瑞士蘇黎世聯邦理工學院和德國馬克斯普朗克智能系統研究所共同開發出一種“人造肌肉”驅動機器腿，其不僅比傳統機器腿更節能，而且可進行高跳、快速移動、檢測和應對障礙物，完成這些任務都不需要復雜的傳感器。研究發表在最新《自然·通訊》雜志上。
近70年來，絕大部分機器人都有一個共同點：由馬達驅動。馬達裝置出現已有200年，但即使是新款的可行走機器人，其手臂和腿也需馬達驅動，無法做到像人類和動物那樣由肌肉驅動。這也是為什么機器人的行動總是缺乏生物的機動性和適應性的原因之一。
此次，團隊將一種電液壓致動器連接到骨骼上成為“人造肌肉”。致動器是充滿油的塑料袋，類似于用來制作冰塊的塑料袋。每個塑料袋兩側涂有多條導電材料制成的黑色電極。隨著電壓增加，電極會越來越近，將袋中的油推向一側，使袋子整體變短。
將成對的致動器連接到骨骼上，就可產生與生物相同的成對肌肉運動：當一塊肌肉縮短時，另一塊肌肉會伸長。團隊使用與高壓放大器通信的計算機代碼來控制哪些致動器收縮，哪些致動器伸展。
團隊將新機器腿的能源效率與傳統機器腿進行了比較。在紅外圖像上，他們觀察到，傳統機器腿在保持彎曲姿勢的情況下，會消耗更多能量。相比之下，新款電液壓致動機器腿的溫度卻保持不變。
同時，與需要傳感器不斷“告知”機器人腿運動角度的機制不同，“人造肌肉”通過與環境的相互作用就能調整出合適角度。其僅由兩個輸入信號驅動：一個用于彎曲關節，一個用于伸展關節。每次落地后，機器人腿部關節都會根據表面的硬度自適應地移動到合適角度。
編輯：譚鵬
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