受藤蔓启发的FiloBot"生长"机器人可以3D打印出自己的身体

2024年01月19日 07:35 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

在执行探索非结构化环境等任务时,传统机器人可能会被无法跨越的缝隙等障碍物所阻碍。这正是 FiloBot 的优势所在,因为它可以像自立藤蔓一样生长。

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FiloBot 由意大利技术研究所(Istituto Italiano di Tecnologia)的科学家开发,它能够向着光源生长,远离重力的牵引(当然也可以反过来),与攀援植物的卷须并无二致。

该装置的顶部是一个锥形头,底部是一个电源/基站,中间是一个茎状体。随着机器人的生长,茎身会变得越来越长......但它是如何生长的呢?

FiloBot 不断从基站的线轴上将 3D 打印热塑塑料丝拉到头部。丝线穿过头部的加热挤出机,挤出机相对于机身缓慢旋转。通过这种方式,机器人以连续盘绕的熔融塑料层为自己的身体进行 3D 打印,这些塑料层在冷却后粘合在一起。

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FiloBot 的头部示意图 Del Dottore et al. 9, Eadi5908 (2024)

尽管如此,身体并不是以统一的方式打印出来的。通过光传感器、陀螺仪和其他集成在头部的电子设备,塑料的温度、方向和沉积速度不断变化。这样,FiloBot 就能控制其身体的生长方向,始终朝着光的方向,远离地面。

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FiloBot表演上树 Del Dottore 等人,《科学机器人》,第 9 卷,eadi5908(2010 年)。9, Eadi5908 (2024)

更重要的是,当有垂直支撑物时,机器人会自动绕过支撑物(就像藤蔓绕过棚架一样),从而在不需要力量的时候,花费较少的时间和精力就能长出强壮的身体。然而,当没有发现相邻的支撑面时,换句话说,当头部到达一个空旷的空间时,身体就会变硬且更为强壮,从而能够支撑自己。

由埃马努埃拉-德尔多托雷(Emanuela Del Dottore)领导的这项研究的论文最近发表在《科学机器人学》(Science Robotics)杂志上。您可以在下面的视频中看到 FiloBot 的延时生长过程。

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