科罗拉多州立大学研发仿大象鼻机器人,可弯曲、抓取并相连
科罗拉多州立大学的工程师研制出可弯曲的管状机器人,外形仿照大象鼻。据 Interesting Engineering 报道,这些机器人能够抓取物体,并相互连接。团队称,多个机器人组成的群体未来或可协助太空探索等复杂任务。
这些机器人采用一种名为张拉整体的设计。在这种结构中,刚性杆件不靠固定关节,而是由一套受张力的缆绳网络固定在原位。研究人员表示,这使机器人本体能够弯曲、伸展、收缩并改变形状,同时保持结构完整。

该系统的工作方式类似大象鼻,可用于抓取物体。图片来源:Interesting Engineering
两端均有爪手
每个管状机器人两端各装有一个机械夹爪。夹爪既可以拾取物体,也可以扣住其他机器人。传统机械臂依赖固定关节,而这类机器人本体可以连续变形。
据报道,这种机械连接方式不采用磁性连接,多个单元对接时可减少对位问题。相连的机器人可组成链条、环形和分支结构,各自适用于不同的运动和操作方式。
团队的目标是把软体机器人的柔顺性与模块化系统自我重组的能力结合起来。报道称,现有模块化机器人通常采用刚性部件,这限制了其适应不同环境和任务的能力。
测试与局限
团队表示,单个单元可以操纵物体并自行移动,连接后的群体则能协调动作,运送物品。机器人还展现出多模态运动能力,即利用不同的运动策略穿越多种环境;同时具备移动操作能力,即将移动与物体操作结合起来。
测试既在实验室里完成,也在包括自然地貌在内的真实环境中完成。研究人员表示,电机选型是工程上的难题之一:执行器既要足够小,能装进机器人内部,又要足够强劲可靠,以应对各种动作。
这些机器人尚未实现完全自主。目前大多数操作仍需人工操控员介入,不过团队已展示两台单元可以在无人协助下相互找到并完成连接。
未来工作将聚焦于提高自主性、提升速度,并让机器人在较少监督下与人类协同作业。研究人员还设想,数十乃至数百个相连单元可以一起抵达作业现场,再针对具体任务重新组合。可能的应用包括制造业、太空探索和搜救任务。
来源
- 大象鼻启发的机器人可弯曲、抓取并相互连接,协同工作 — Interesting Engineering