在執(zhí)行探索非結(jié)構(gòu)化環(huán)境等任務(wù)時,傳統(tǒng)機器人可能會被無法跨越的縫隙等障礙物所阻礙。這正是 FiloBot 的優(yōu)勢所在,因為它可以像自立藤蔓一樣生長。
FiloBot 由意大利技術(shù)研究所(Istituto Italiano di Tecnologia)的科學(xué)家開發(fā),它能夠向著光源生長,遠離重力的牽引(當(dāng)然也可以反過來),與攀援植物的卷須并無二致。
該裝置的頂部是一個錐形頭,底部是一個電源/基站,中間是一個莖狀體。隨著機器人的生長,莖身會變得越來越長......但它是如何生長的呢?
FiloBot 不斷從基站的線軸上將 3D 打印熱塑塑料絲拉到頭部。絲線穿過頭部的加熱擠出機,擠出機相對于機身緩慢旋轉(zhuǎn)。通過這種方式,機器人以連續(xù)盤繞的熔融塑料層為自己的身體進行 3D 打印,這些塑料層在冷卻后粘合在一起。
FiloBot 的頭部示意圖 Del Dottore et al. 9, Eadi5908 (2024)
盡管如此,身體并不是以統(tǒng)一的方式打印出來的。通過光傳感器、陀螺儀和其他集成在頭部的電子設(shè)備,塑料的溫度、方向和沉積速度不斷變化。這樣,F(xiàn)iloBot 就能控制其身體的生長方向,始終朝著光的方向,遠離地面。
FiloBot表演上樹 Del Dottore 等人,《科學(xué)機器人》,第 9 卷,eadi5908(2010 年)。9, Eadi5908 (2024)
更重要的是,當(dāng)有垂直支撐物時,機器人會自動繞過支撐物(就像藤蔓繞過棚架一樣),從而在不需要力量的時候,花費較少的時間和精力就能長出強壯的身體。然而,當(dāng)沒有發(fā)現(xiàn)相鄰的支撐面時,換句話說,當(dāng)頭部到達一個空曠的空間時,身體就會變硬且更為強壯,從而能夠支撐自己。
由埃馬努埃拉-德爾多托雷(Emanuela Del Dottore)領(lǐng)導(dǎo)的這項研究的論文最近發(fā)表在《科學(xué)機器人學(xué)》(Science Robotics)雜志上。您可以在下面的視頻中看到 FiloBot 的延時生長過程。
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