驾驶这辆 SUV 大小的昆虫机器人

驾驶这辆 SUV 大小的昆虫机器人

2007 年,马特·登顿 (Matt Denton) 停在位于英格兰汉普郡的家附近的路边,观看挖掘机挖掘。这些机器从小就让他着迷,但在为好莱坞动画人物设计控制系统多年后,登顿以更富想象力的眼光看待了铲尖的吊杆。“它实际上是一条腿的形状,”他说。“所以我开始想:能否买六台挖掘机并将它们安装在底盘上?”四年后,登顿可以坐在一台两吨重、九英尺高的机器步行机上笨拙地行走,他称其为螳螂。

丹顿曾参与设计哈利波特电影中的鹰头马身有翼兽(一种鹰头飞马),他还为电影和娱乐制作过行走六足机器人,但它们的大小不比无线电遥控玩具车大。他希望螳螂机器人有 SUV 大小。由于无法独自承担该项目,他绘制了设计草图,使用玩具挖掘机臂构建了比例模型,并用实物向投资者求助。但没有人买单。几个月后,一位朋友的富有父亲听说了丹顿不切实际的计划,受他愿景的启发,同意为其提供资金。

丹顿请他的朋友、机械工程师乔希·李 (Josh Lee) 帮他制造螳螂。两人花了几周时间研究液压执行器——用于移动机器人腿部的人造肌肉。与此同时,丹顿根据为玩具大小的模型编写的代码,改编了驱动巨型六足机器人的软件。然后,他和李制定了机器人中央底盘和六条腿的计划,制造并测试了一个附肢,并与一家制造公司签约制造其余部分。然而,当铝钢腿运到丹顿的车间时,他发现一些需要将零件螺栓连接在一起的孔缺失了,其他孔加工得也很糟糕。丹顿迫不及待地花了一周时间自己修复这些缺陷。“我们必须让它发挥作用,”他说。

尽管到 2011 年,丹顿已经制造出了一个可以工作的原型机,但螳螂重量过大,移动速度太慢。为了减轻 400 磅的重量,丹顿移除了每条腿上的四个关节中的一个。关节使螳螂能够在不同地形上更好地移动,但即使没有关节,螳螂也能很好地移动。丹顿还简化了底盘,底盘内装有液压系统、柴油发动机、电子设备和飞行员座椅。

当驾驶机会来临时,丹顿却不愿爬进去。“我太害怕了,”他说。为了缓解恐惧,他在六个月内进行了 100 小时的 Wi-Fi 测试。第一次驾驶时,他感到很害怕,但螳螂车的表现与预期一致,他慢慢地对驾驶舱感到舒适。现在,丹顿在节日上展示他的发明。一些人批评它的速度太慢——螳螂车每小时还没有开出两英里——丹顿不确定它在电影、建筑或其他领域是否有未来。但青少年观众一眼就能看出来。“孩子们喜欢它,”他说。“他们想坐进去,用激光照射它。”

工作原理

A. 控制措施
飞行员从触摸屏控制面板上选择几种步态模式之一。一种专为崎岖地形设计的模式指示机器人抬起每条腿,然后向前摆动。操纵操纵杆可以控制机器向前、向后或向侧面螃蟹行走。转动操纵杆可迫使螳螂原地转弯。

B. 传感
一旦脚接触地面,力传感器就会向机载计算机发出警报。只有这样,行走序列中的下一条腿才能向前摆动。脚踝处的球窝关节使脚能够旋转并固定在不平坦的地面上;但是,如果脚碰到了突出物,另一个传感器就会告诉计算机寻找更安全的位置。丹顿希望在每条腿上安装超声波传感器,这样机器人就可以在走下地面之前扫描地面。

C. 安全性
丹顿说,如果出现紧急情况,“我们有两个大红色按钮。”一个位于驾驶舱内飞行员的旁边,另一个位于机器的后部(丹顿的一位朋友与螳螂步调一致,确保没有动物或旁观者跌倒在它的脚下)。这两个按钮都会切断电源,使机器人静止不动。

另外两个可驾驶机器人

艺术家 Scott Parenteau 设计了他的测地线步行舱,用于在内华达州黑岩沙漠举行的为期一周的年度火人节上提供住所和交通。这个重达 1,800 磅的圆顶由两组六条由电池供电的支腿支撑。Parenteau 希望他的“房车艺术”能够启发新的移动房屋设计,甚至可能启发火星上的游牧殖民地。

高中时,坂本创对动漫《机动战士高达》中的人形机器人十分痴迷,他组装了这些机器的玩具模型。如今,这位 46 岁的机器人专家想要制造一个全尺寸、59 英尺高的机器人。目前,他已经制造了一对高 11.5 英尺的腿。坂本希望在今年晚些时候加上躯干,爬进这个 13 英尺高的步行机,然后骑着它四处走动。

警告:我们会在发布所有项目之前对其进行审查,但最终您的安全由您自己负责。请务必穿戴防护装备,采取适当的安全预防措施,并遵守所有法律法规。

Lillian Steenblik Hwang 和 Sarah Jacoby 也对本报告做出了贡献

本文原载于《大众科学》杂志2013年9月号

<<:  这些尖头鞋真的让你步伐轻快

>>:  美国太空港简介

推荐阅读

《妈妈♡男孩》的魅力与评价:一部苦乐参半的青春浪漫喜剧杰作

Marmalade♡Boy 的魅力与评价 - Marmalade Boy 1995年上映的《Mama...

濒临灭绝的野猫和消失的果树之间的奇怪案例

对于任何关心世界野生动物命运的人来说,这都是一个熟悉的故事:让狼和野猫等捕食者回归对于生态系统的野化...

这是我第二次被召唤到异世界,这次新的冒险究竟有何魅力呢?

“这是第二次被召唤到异世界”的魅力与评价《这是第二次我被召唤到异世界》是根据岸本和叶所著的轻小说改...

《秘密结社鹰爪外传 秘境马厩马蹄》点评:一部充满笑点和惊喜的衍生作品

秘密结社鹰爪外传 秘密马厩马蹄 - Himitsukesha Takanotsume Gaiden ...

106 个科学主张和一卡车的胡说八道

早上 6:00我还没睡够五分钟,看来早餐时我会得到科学界宣称的每日推荐摄入量。Cheerios“可以...

罗宾和他的 100 个朋友:一个关于友谊纽带的感人故事

罗宾和他的 100 个朋友——一个温馨的友谊故事《罗宾和他的100个朋友》是一部电视动画,于2010...

农场机器人了解杂草的样子并将其消灭

虽然世界上第一个全机器人农场将在室内运营,但传统的室外农场也无法免受即将到来的机器人革命的影响。 B...

莱恩不再是飓风,但继续威胁夏威夷

周五,飓风莱恩在夏威夷群岛南部蜿蜒前行,以惊人的方式瓦解。风暴在风切变的影响下迅速减弱,成为一场混乱...

PUI PUI Molcar 电影版 MOLMAX - 电影版的魅力与评价

“PUI PUI Molcar 电影 MOLMAX” - 我们可爱的豚鼠的全新冒险2024年11月2...

《其实我是最强?》的魅力与评价:一个关于惊喜与力量的故事

“其实我是最强的?”——关于隐藏力量和冒险的故事《我其实是最强的?》是改编自住森绫同名轻小说的电视动...

自制狗粮实际上会让宠物缺乏必需的营养

我们知道,狗对我们来说太好了。因此,我们中的许多人都想像对待天使一样对待我们的小狗,给它们最好的一切...

太郎的火车:外观设计与运行性能评估

《太郎的火车》:1929 年动画电影的魅力及其历史背景■作品概要《太郎的列车》是一部日本动画电影,于...

现在你有机会让 NASA 将你的推文发送到星际空间

简而言之,社交媒体上发布的大多数信息都是垃圾。 但当我们都在贫民窟时,有些人却在向星空发推文。8 月...

《灼眼的夏娜谭 G》:深入分析迷人的角色和故事的深度

灼眼的沙纳坦 G - 灼眼的沙纳坦 G ■ 公共媒体卵子■ 原创媒体轻小说■ 发布日期2009年10...

那张蜘蛛网是怎么穿过马路的?

对于蜘蛛来说,一个古老的问题不是它们为什么会过马路,而是它们是如何过马路的。长期以来,自然学家们认为...