http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 13:25:11 來源:中國機器人網
研究人員在創建機器人時,很容易陷入兩種特質的平衡困境——靈活與堅固。一般來說,這兩種特質很難兼得,但對於很多需要細致操作的場景,又缺一不可。
在最近的一項研究中,研究人員創造了一種機器人,它具有高度的靈活性,同時仍能保持“肌肉”degaodujinzhang,shiqiyouzugoudeniuzhuanyundonglaiwanchengkunnanderenwu。zaiyixiangshiyanzhong,gaijiqirennenggoucongpingzishangquxiagaizi,tongshichanshengdeniuzhuanyundongshitongleilingxianjiqirende2.5倍。
這一結果發表在1月13日的IEEE機器人和自動化快報上。

論文鏈接:https://ieeexplore.ieee.org/document/9999348
張拉整體機器人由剛性框架和軟纜組成的網絡組成,這使它們能夠通過調整內部張力來改變形狀。
參與這項研究的東京工業大學碩士生Ryota Kobayashi解釋說:“張拉整體結構因其獨特的特性——輕便、靈活和耐用而有頗具優勢。”“這些機器人可以在具有挑戰性的未知環境中運行,例如洞穴或太空,並具有更複雜和有效的行為。”
張拉整體機器人的基礎結構可以有不同數量的剛性結構或“杆”,整體數量從2到12個不等,有時甚至更多——但根據一般經驗,具有更多杆的機器人通常更複雜且更難設計。
20%的收縮,2個方向50度大扭轉
張拉整體機器人由剛性框架和軟纜組成的網絡組成,這使它們能夠通過調整內部張力來改變形狀。
在他們的研究中,Ryota的de團tuan隊dui創chuang造zao了le一yi個ge張zhang拉la整zheng體ti機ji器qi人ren,它ta依yi賴lai於yu六liu根gen張zhang拉la整zheng體ti模mo塊kuai。為wei了le確que保bao機ji器qi人ren實shi現xian強qiang大da的de扭niu轉zhuan,使shi用yong了le三san角jiao形xing的de虛xu擬ni地di圖tu,機ji器qi人ren的de人ren造zao肌ji肉rou被bei放fang置zhi在zai其qi中zhong,以yi便bian它ta們men連lian接jie三san角jiao形xing的de頂ding點dian。當dang肌ji肉rou收shou縮suo時shi,它ta會hui使shi三san角jiao形xing的de頂ding點dian靠kao得de更geng近jin。
依靠這項技術,機器人僅使用人造肌肉20%的收縮就實現了兩個方向50度的大扭轉運動。Ryota說,他的團隊對係統的效率感到驚訝——人造肌肉的微小收縮會導致大幅收縮和扭轉變形。
扭轉是已有機器人的2.5倍
“大多數六杆張拉整體機器人隻會在結構輕微變形的情況下滾動,導致運動受限,”東京工業大學助理教授Hiroyuki Nabae說,他也參與了這項研究。值得注意的是,作者報告說,他們的六杆機器人產生的大扭轉運動是已有六杆張拉整體機器人的2.5倍。
接jie下xia來lai,研yan究jiu團tuan隊dui給gei機ji器qi人ren裝zhuang上shang橡xiang膠jiao手shou指zhi,幫bang助zhu它ta抓zhua取qu物wu體ti,測ce試shi它ta完wan成cheng任ren務wu的de能neng力li。在zai一yi項xiang實shi驗yan中zhong,機ji器qi人ren手shou臂bi降jiang低di到dao一yi個ge可ke口kou可ke樂le瓶ping上shang,抓zhua住zhu瓶ping蓋gai,轉zhuan動dong,抬tai起qi手shou臂bi並bing重zhong複fu一yi次ci抓zhua握wo和he轉zhuan動dong動dong作zuo,以yi在zai幾ji秒miao鍾zhong內nei取qu下xia瓶ping蓋gai。
研yan究jiu人ren員yuan正zheng在zai考kao慮lv以yi這zhe項xiang技ji術shu為wei基ji礎chu的de方fang法fa,例li如ru,通tong過guo增zeng加jia機ji器qi人ren向xiang不bu同tong方fang向xiang彎wan曲qu的de能neng力li,並bing結jie合he允yun許xu機ji器qi人ren識shi別bie其qi環huan境jing中zhong的de新xin形xing狀zhuang的de技ji術shu。後hou者zhe的de進jin步bu可ke以yi幫bang助zhu機ji器qi人ren根gen據ju需xu要yao更geng好hao地di適shi應ying新xin的de環huan境jing和he任ren務wu。