这条能自由生长的「机器人精」如今不避障也会找路

关于机器人的内部材料,斯坦福大学官方介绍:

在原型中,我们用到的是一种又薄又便宜的塑料,向其注入加压空气时,塑料就会展开;不过在其他版本中,我们会用流体代替空气。

实际上,做出这款机器人主要基于两方面原理。

其一,基于用承压流体驱动材料的原理,研究团队给机器人设计了一个倒置的薄壁“外衣”,通过内部施压,机器人能够由顶端延伸出去。

其二,基于延长时的不对称性,研究团队设计了一种环境刺激感知系统,可以主动控制方向(简单来讲就是,机器人的驱动通过缩短身体的一侧来实现,只有这样机器人才有了转弯的能力)。

「机器藤蔓」如何规划路径?

那么在实际应用中,这款机器人如何导航呢?

无疑,对于刚性机器人而言,与障碍物产生碰撞是较为危险的——相比较而言,由于软体机器人具有低惯性,身体也更为柔软,因此研究团队认为,科学家们专门去约束机器人、避免其产生碰撞的做法其实是不必要的,有时反而会对机器人的运动有所限制。特别是在搜索救援等情况下,机器人一般要在混乱或受限的环境中导航,碰到障碍物是不可避免的。

因此研究团队的做法是,用一个经验运动学模型(empirical kinematic model)对「机器藤蔓」与其所处环境的相互作用进行了数学化的描述。通过该模型,研究团队开发了一种规划机器人路径的方法。

研究团队将这一模型称为是「启发式模型」(heuristic model),这是因为障碍物可以被动地引导机器人,减少其运动过程中的不确定性。如下图所示,红色线条对应的是未经过优化的机器人运动路径,蓝色则代表优化后的结果。

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