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研究人员为美国陆军开发自行式机器人

2021年08月18日 舟山机械设备网

研究人员为美国陆军开发自行式机器人

陆军资助的研究人员发现了如何制造能够自我推进的材料,使材料无需马达或手即可移动。

马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员发现了如何制造材料,这些材料仅依靠环境中的能量流动就可以自行复位和复位。这项研究 可以使未来的军用机器人能够从自己的能量中移动中国机械网okmao.com。

“这项工作是一项更大的多学科工作的一部分,旨在了解生物和工程脉冲系统,这将为产生机械作用力和能量储存结构和材料的可扩展方法奠定基础,”分支机构拉尔夫安森尼恩博士说陆军研究办公室主任,美国陆军作战能力发展司令部的一个组成部分,现称为陆军研究实验室DEVCOM 。“这项工作将在陆军和国防部的驱动和动力系统中具有无数可能的未来应用。

研究人员在一项涉及观察凝胶条干燥的普通实验中发现了物理学。研究人员观察到,当长而有弹性的凝胶条因蒸发而失去内部液体时,该条会移动。大多数动作都很缓慢,但每隔一段时间,它们就会加速。

这些更快的运动是快速的不稳定性,随着液体进一步蒸发,这种不稳定性会继续发生。其他研究表明,材料的形状很重要,并且条带可以重新设置以继续其运动。

研究小组正在与 DEVCOM 陆军研究实验室协调,将这些知识转移到未来的陆军系统中。| 图片来源:Yongjin Kim,麻省大学阿默斯特分校

“许多植物和动物,尤其是小型植物和动物,使用像弹簧和闩锁一样的特殊部件来帮助它们移动得非常快,比单独使用肌肉的动物快得多,”该大学聚合物科学与工程教授 Al Crosby 博士说。麻省大学阿默斯特分校自然科学学院。“像金星捕蝇草这样的植物就是这种运动的很好例子,动物世界中的蚱蜢和捕蝇草也是如此。”

卡扣不稳定性是大自然将弹簧和闩锁结合在一起的一种方式,越来越多地用于在小型机器人和其他设备以及橡胶爆破器等玩具中创造快速运动。

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“然而,这些捕捉设备中的大多数需要电机或人手才能保持移动,”克罗斯比说。“有了这一发现,可能会有各种应用不需要电池或电机来为运动提供燃料。”

在从干燥条中学习了基本物理原理后,该团队尝试了不同的形状,以找到最有可能以预期方式做出反应的形状,并且这些形状会重复移动而无需任何电机或手来重置它们。该团队甚至表明,改造后的条带可以发挥作用,例如自己爬一组楼梯。

“这些课程展示了材料如何通过利用与其环境的相互作用(例如通过蒸发)来产生强大的运动,并且它们对于设计新机器人很重要,尤其是在难以配备电机、电池或其他能源的小尺寸机器人中,”克罗斯比说。

研究小组正在与 DEVCOM 陆军研究实验室进行协调,以将这些知识转移到未来的陆军系统中。