加州大學聖巴巴拉分校研發出軟體鑽探機器人可探索地下世界
從事軟體機器人工作的科學家們已經創造了用於探索各種環境的設備,從空氣到海洋。軟體機器人也可以在乾地上操作。得益於加州大學聖巴巴拉分校的研究人員的努力,我們現在有了一個能夠鑽入地下的軟體機器人,該機器人的設計者受到了進化為居住在地下空間的植物和動物的啟發。
該團隊開發了快速和可控的軟體機器人,能夠鑽過沙子,實現快速、精確和微創的地下運動的新應用。該團隊認為他們的工作為一種新型的機器人奠定了機械基礎。研究員Nicholas Naclerio說,在地上地下行動的最大挑戰是所涉及的力。當試圖移動時,機器人必須將土壤、沙子或其他介質推開。
研究人員利用在顆粒狀介質內游動和挖掘的各種生物體所採用的原理,開發出機器人可以用來移動的新機制,這是一種藤蔓狀的軟體機器人,旨在模仿植物發芽的生長方式,將力量聚集在頂端,而身體的其餘部分保持靜止。尖端的延伸使力量保持在只在“生長”的那一端。
研究人員指出,如果整個身體隨著它的生長而移動,當機器人進入沙地時,整個表面的摩擦力將增加,最終會無法移動。
穴居動物是軟體機器人的另一種策略的靈感來源,這種策略被稱為顆粒流化。該過程將顆粒懸浮在類似流體的狀態下,使動物能夠克服沙子或鬆散土壤帶來的高水平阻力。研究人員專門為南部沙章魚製作了模型,它向地面噴射水柱,同時用它的腕足把自己拉到因為水的運動而暫時鬆動的沙子中。
該團隊創造了一個小型的、探索性的軟體機器人,在需要鑽過乾燥顆粒介質的地方有多種應用。它有可能被用於土壤取樣、地下水電安裝和水土流失控制。研究人員目前正在與美國宇航局合作開展一個項目,為月球探測和其他用途開發鑽探機器人。