在執(zhí)行探索非結(jié)構(gòu)化環(huán)境等任務(wù)時(shí),傳統(tǒng)機(jī)器人可能會(huì)被無(wú)法跨越的縫隙等障礙物所阻礙。這正是 FiloBot 的優(yōu)勢(shì)所在,因?yàn)樗梢韵褡粤⑻俾粯由L(zhǎng)。
FiloBot 由意大利技術(shù)研究所(Istituto Italiano di Tecnologia)的科學(xué)家開發(fā),它能夠向著光源生長(zhǎng),遠(yuǎn)離重力的牽引(當(dāng)然也可以反過(guò)來(lái)),與攀援植物的卷須并無(wú)二致。
該裝置的頂部是一個(gè)錐形頭,底部是一個(gè)電源/基站,中間是一個(gè)莖狀體。隨著機(jī)器人的生長(zhǎng),莖身會(huì)變得越來(lái)越長(zhǎng)......但它是如何生長(zhǎng)的呢?
FiloBot 不斷從基站的線軸上將 3D 打印熱塑塑料絲拉到頭部。絲線穿過(guò)頭部的加熱擠出機(jī),擠出機(jī)相對(duì)于機(jī)身緩慢旋轉(zhuǎn)。通過(guò)這種方式,機(jī)器人以連續(xù)盤繞的熔融塑料層為自己的身體進(jìn)行 3D 打印,這些塑料層在冷卻后粘合在一起。
FiloBot 的頭部示意圖 Del Dottore et al. 9, Eadi5908 (2024)
盡管如此,身體并不是以統(tǒng)一的方式打印出來(lái)的。通過(guò)光傳感器、陀螺儀和其他集成在頭部的電子設(shè)備,塑料的溫度、方向和沉積速度不斷變化。這樣,F(xiàn)iloBot 就能控制其身體的生長(zhǎng)方向,始終朝著光的方向,遠(yuǎn)離地面。
FiloBot表演上樹 Del Dottore 等人,《科學(xué)機(jī)器人》,第 9 卷,eadi5908(2010 年)。9, Eadi5908 (2024)
更重要的是,當(dāng)有垂直支撐物時(shí),機(jī)器人會(huì)自動(dòng)繞過(guò)支撐物(就像藤蔓繞過(guò)棚架一樣),從而在不需要力量的時(shí)候,花費(fèi)較少的時(shí)間和精力就能長(zhǎng)出強(qiáng)壯的身體。然而,當(dāng)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)相鄰的支撐面時(shí),換句話說(shuō),當(dāng)頭部到達(dá)一個(gè)空曠的空間時(shí),身體就會(huì)變硬且更為強(qiáng)壯,從而能夠支撐自己。
由埃馬努埃拉-德爾多托雷(Emanuela Del Dottore)領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人學(xué)》(Science Robotics)雜志上。您可以在下面的視頻中看到 FiloBot 的延時(shí)生長(zhǎng)過(guò)程。
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