Actrobee自由飞行机器人装上“壁虎吸盘”

能够在太空自主飞行的机器人(自由飞行机器人,FFR)很快就能造福人类。然而,目前大多数FFR的物体抓取能力还比较有限,这对其大规模应用造成了阻碍。

美国斯坦福大学的仿生与灵巧操作实验室(BDML)和自主系统实验室(ASL)长期致力于壁虎仿生技术的开发,他们希望借此增强FFR的操纵能力。BDML团队擅长仿生壁虎的“黏合”技术开发,而ASL则专注于算法开发,使FFR具备自动驾驶功能。

techxplore.com网站当地时间10月20日报道,BDML和ASL设计并制造的新型抓取器“壁虎吸盘”,已经应用于美国国家航空航天局(NASA)开发的FFR系统——Astrobee中。相关成果发布于arXiv预印本网站,并将在i-SAIRAS会议中展示。

项目首席研究员Abhishek Cauligi和Tony Chen表示:“我们希望为在太空中执行任务的FFR点亮‘壁虎技能’,这也许能帮助它们完成更多拓展任务,比如在国家空间站抓取某一工具。”现在使用的大部分机械爪都是基于“类爪”机制制造的,主要表现“抓”和“捏”的效果。然而,“类爪”机制对FFR来说远远不够,因为这些机器人可能需要在不利的环境条件下,拾取大小、形状各异的物体。

受壁虎启发设计的“吸盘”相对而言更加有效,它能够帮助机器人拾取“异形”物体。

Cauligi说:“壁虎的脚上包含有数百个被称为‘刚毛’的微观结构。受力时,刚毛会倒塌,增加表面积。在范德华力的作用下,刚毛和附着面紧密贴合在一起。除去附着力的方式也很简单,只需移除施加的外力即可。”

2019年7月,研究团队设计的“壁虎吸盘”与第一组Astrobee机器人被送往了国际空间站。宇航员将在空间站中完成一系列在轨实验,而研究人员也将根据实验结果评估“壁虎吸盘”的有效性与局限性,并据此做出进一步改善。

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