微型飞行器机器人利用折纸技术像树叶一样落下

微型飞行器机器人利用折纸技术像树叶一样落下

折纸还启发了另一种机器人——在这种情况下,这种机器人从无人机上掉下来后会动态改变形状,以便在空中滑行并收集环境数据。据《科学机器人》杂志发表的一项新研究详细介绍,华盛顿大学的研究人员依靠传统的 Miura-ori 折叠方法(其灵感来自树叶的几何图案)来支撑他们的新“微型飞行器”。

据该研究的共同资深作者、华盛顿大学计算机科学与工程系助理教授维克拉姆·艾尔 (Vikram Iyer) 介绍,微型飞行器首先以展开的扁平状态从无人机上“混乱地”落下,类似于榆树叶的降落。使用微型机载压力传感器测量高度,以及计时器和蓝牙信号,机器人随后在空中变形,以改变气流对其新结构的影响。这使得它能够更稳定地下降,就像枫叶中看到的那样。

[相关:配有复杂晶体管的可折叠机器人可以挤进极端情况。]

“使用折纸为微型飞行器开辟了新的设计空间,”伊耶尔在华盛顿大学的公告中说道。“这种高度节能的方法使我们能够在不使用电池的情况下控制微型飞行器的下降,这在以前是不可能的。”

由于微型飞行器重量轻(约 400 毫克,大约是钉子的一半重),当从 40 米(131 英尺)的高空投下时,机器人已经可以跨越一个足球场的长度。无需电池、以太阳能为燃料的执行器可在可定制的时间启动,以控制其形状与周围空气相互作用的方式和时间,从而控制定向下降。研究人员认为,在不同时间展开机器人将允许更大的分布区域,并且只需 25 毫秒即可开始折叠,因此时间可以非常精确。尽管目前的机器人只能向一个方向过渡,但研究人员希望未来的版本可以向两个方向过渡,以便在恶劣天气下更精确地着陆。

研究团队认为,这种微型飞行器可以很容易地部署为环境和大气勘测中的有用传感器。目前的型号可以通过蓝牙信号将气温和气压数据传送到 60 米(196 英尺)远的地方,但研究人员认为,它们的覆盖范围和能力在未来都可以扩大。

折纸越来越能激发新的创意机器人。今年早些时候,加州大学洛杉矶分校的研究人员开发了灵活的“机械机器人”,可以挤进极其狭窄的环境。与此同时,折叠艺术的原理在工程和建筑进步中显示出巨大的潜力,例如麻省理工学院最近在汽车、飞机和航天器上开发了受折纸启发的板格设计。

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