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番茄醬瓶啟發了設計移動軟體機器人的新方法

番茄醬瓶啟發了設計移動軟體機器人的新方法

2022-11-26 Comments 0 Comment

塑料番茄醬瓶的蓋子上有一個閥門,打開後可以讓番茄醬流出,如果瓶子被擠壓得太厲害,這個閥門有時會”噴出”。荷蘭科學家複製了這一機制,創造了一個可用於自主軟體機器人設備的執行裝置。

(AVIF 圖像,1440x775 像素) — 縮放(83%.jpg

由埃因霍溫科技大學的一個團隊設計的這個小工具被稱為”滯後閥”。它模仿了番茄醬瓶閥門快速和反复打開和關閉的趨勢(每次都會放出一點番茄醬),即使瓶子被順利和均勻地擠壓。

這樣的反應似乎是無法實現的在番茄醬瓶中也是如此。但在機器人中,如果空氣通過這樣的閥門被泵入一個柔軟的氣動腿或手指,這種類似於番茄醬瓶口濺射的動作將導致附屬物反复膨脹和收縮,在這樣做的時候來回移動。

更重要的是,這種運動將由一個簡單的模擬機制啟動,而不是更複雜和耗電的電子設備。甚至有可能通過機器人環境的變化來觸發氣泵,從而消除了對外部控制的需求。

(AVIF 圖像,1440x960 像素) — 縮放(83%(3).jpg

滯後閥,關閉(左)和打開(右)圖像來源/埃因霍溫科技大學

簡單地說,滯回閥由一個平坦的矽膠底座組成,上面有激光切割的縫隙。由縫隙形成的瓣膜保持關閉,直到它們後面的氣壓達到一定的閾值,此時它們會打開並釋放空氣。然後它們再次關閉,這個循環不斷重複。

(AVIF 圖像,1440x729 像素) — 縮放(83%.jpg

出乎意料的是,研究人員發現,當兩個閥門連接到一個泵上時,它們往往會彼此不同步地打開和關閉–換句話說,當另一個閥門關閉時,一個閥門會打開。利用這一效應,研究人員創造了一個軟體機器人,使用四條交替踏步的腿行走。他們還創造了一個機器人的手,它的氣動手指依次顫動。

關於這項研究的論文發表在《物質》雜誌上,這項研究由Bas Overvelde副教授和博士生研究員Luuk van Laake領導。

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