长得像极了手风琴的折纸机器蛇未来有望参与特殊场合的搜救行动

摘要:

丹麦科学家研制出一种折纸蛇形机器人,有朝一日可以在灾难现场搜寻幸存者,甚至探索其他星球。该装置通过直线运动来移动,就像真正的蛇经常做的那样。

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说到蛇在地面上移动,大多数人可能会联想到爬行动物以水平 S 形模式蠕动身体的样子。但事实上,这种被称为蛇行的运动方式只是蛇类常用的四种运动方式之一。

当蛇必须穿过狭窄的缝隙时,左右摆动身体是不可能的。相反,蛇会保持身体笔直,同时从头部到尾部依次收缩和放松一系列肌肉。

由于蛇身底部的皮肤比蛇身两侧的皮肤更有弹性,因此每次肌肉收缩时,蛇身底部皮肤的伸展程度都比蛇身两侧的皮肤要大。这就导致底部皮肤反复向前移动(相对于两侧),像轮胎胎面一样紧贴地面,将蛇的身体向前拉。

这种运动方式被称为直线运动,新型机器蛇就是利用了这种运动方式。它是由工程学博士生布尔库-塞伊多奥卢和艾哈迈德-拉夫桑贾尼教授领导的团队在南丹麦大学创造的。

机器人的身体由轻质复合纺织品连接而成,其中包含世界上最坚固的合成纤维--超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。这种纺织品像折纸一样经过激光切割和折叠,然后经过热压,使每个部分形成一个波纹管。

每个部分的底部都有一个由相同纺织品制成的半透气小袋。一根硅胶管沿着机器人的内侧,将泵送的空气脉冲送入这些小袋,使它们依次膨胀,然后随着空气从小袋中漏出而瘪下去。当小袋反复经历这一过程时,它们就会推动机器人前进。

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据说,与我们见过的其他蛇形机器人相比,丹麦的蛇形机器人要轻巧得多,制造成本也更低,另外,它的纺织品身体柔软而有弹性,应该能让它更好地挤进狭小的空间。当然,它还能在保持身体笔直的情况下向前移动。

目前,研究人员正在努力将气泵安装到机器人的身体上,同时提高机器人的速度,使其能够转向两侧。希望有一天,这种不受约束、自主、装有传感器的机器人可以用于寻找被困在灾难现场废墟下的幸存者,或用于其他蛇形应用。

您可以在下面的视频中看到机器人蛇的行动。有关这项研究的论文最近发表在《设备》杂志上。

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