6月10日消息,哈佛大學(xué)約翰·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的HAMR(哈佛動(dòng)態(tài)微型機(jī)器人)團(tuán)隊(duì)正在突破其項(xiàng)目的極限,打造出迄今為止最小,速度最快的機(jī)器人!
這個(gè)被稱為HAMR-JR的微型機(jī)器人是以蟑螂為靈感開發(fā)的,它可以奔跑、跳躍、攜帶重物和快速轉(zhuǎn)彎。只有一分錢硬幣的大小,比回形針還要輕,還被賦予了‘打不死的小強(qiáng)’屬性,奔跑時(shí)速度快的連拖鞋都追不上它,還能順便背起比自身重量重10倍的物體。
HAMR-JR的前身
HAMR-JR在本周的國(guó)際機(jī)器人與自動(dòng)化會(huì)議(ICRA 2020)上隆重登場(chǎng), 不過它已經(jīng)不是第一次進(jìn)入人們的視野中了。它的前身HAMR-VI重量為1.9 g,負(fù)載量為2.9 g。而最新的HAMR-JR重量?jī)H為0.32 g,卻能背負(fù)3.5 g的重量,不僅大大減小了體積和重量,其負(fù)載量達(dá)到了其自身重量的10倍!
HAMR-JR的設(shè)計(jì)及制造基本遵循了它的前身HAMR-VI,可以稱為其縮小版本,但性能卻提高了不止一點(diǎn)。它每秒可以運(yùn)行約14個(gè)體長(zhǎng),不僅是最小的四足機(jī)器人,而且是最快的微型機(jī)器人之一。
設(shè)計(jì)與制造
HAMR-JR的質(zhì)量和慣性減小會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人的腳與地面接觸時(shí)容易滑動(dòng)。解決此問題的方法是給機(jī)器人穿上一種小巧健壯的鞋子,而且還需要權(quán)衡步幅頻率以增加步幅長(zhǎng)度,從而提高運(yùn)動(dòng)速度。 可以通過調(diào)節(jié)八個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的自由度之間的相對(duì)相位來執(zhí)行各種運(yùn)動(dòng)步態(tài)。
HAMR團(tuán)隊(duì)的研究人員利用PC-MEMS方法(印刷電路微機(jī)電系統(tǒng))制造了HAMR-JR。這種方法的基本步驟為:將機(jī)器人的組件刻蝕成2D薄片,將其轉(zhuǎn)移至一張已經(jīng)拉伸的彈性基底上,通過表面化學(xué)處理把該2D薄片選擇性地粘接于彈性基底,之后釋放彈性基底的預(yù)拉伸,即可將未粘接于基底的平面結(jié)構(gòu)彈出,形成3D機(jī)器人結(jié)構(gòu)。
為了量化HAMR-Jr的負(fù)載能力,研究人員在機(jī)器人頂部添加了定制的3D打印砝碼,并進(jìn)行了五次試驗(yàn),使用 10H?的運(yùn)動(dòng)速率,跑和叉腳步態(tài)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),等于或小于機(jī)器人體重的額外有效負(fù)載不會(huì)顯著影響機(jī)器人的性能。但是,較大的有效載荷迫使機(jī)器人減速。在機(jī)器人能夠行走的條件下,可承受3.5 g的載荷。
研究人員還開發(fā)了一個(gè)模型,該模型可以根據(jù)目標(biāo)大小預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)指標(biāo),例如奔跑速度,腳力和有效載荷??梢允褂迷撃P蛠碓O(shè)計(jì)具有所需規(guī)格的系統(tǒng)。
像HAMR-Jr這樣的微型機(jī)器人在搜救、探測(cè)及醫(yī)療手術(shù)等領(lǐng)域具有無限潛力。例如,房屋坍塌后,瓦礫中的縫隙通常只有幾厘米長(zhǎng),微型機(jī)器人可以輕松進(jìn)入,從而代替人類進(jìn)行搜救工作。在外科醫(yī)療手術(shù)中,約束條件甚至更小,最大的動(dòng)脈僅約8至10毫米,因此機(jī)器人的尺寸和重量在此類應(yīng)用中至關(guān)重要。
HAMR團(tuán)隊(duì)的主要研究人員,教授Kaushik Jayaram表示:“ HAMR-Jr可以實(shí)現(xiàn)接近蟑螂的機(jī)械敏捷性的步態(tài),我們希望在未來幾年內(nèi)看到完全自主的(包括功率和控制功能)和功能更強(qiáng)大的HAMR-Jr版本,當(dāng)然它的尺寸會(huì)更小。這樣的機(jī)器將來可能會(huì)脫離實(shí)驗(yàn)室,爬進(jìn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)械工程師無法進(jìn)入的狹小空間。甚至可能對(duì)人類患者進(jìn)行手術(shù)?!?/p>
責(zé)任編輯:gt
-
機(jī)器人
+關(guān)注
關(guān)注
210文章
28018瀏覽量
205619 -
mems
+關(guān)注
關(guān)注
129文章
3884瀏覽量
190117 -
3D
+關(guān)注
關(guān)注
9文章
2843瀏覽量
107207
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論