3D打印的仿蠑螈機(jī)器人可爬行還可在水下游泳

allago   2016-06-30 14:34:33

近日,位于洛桑的瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的科學(xué)家們開發(fā)出了一個(gè)3D打印蠑螈機(jī)器人。據(jù)悉,這個(gè)機(jī)器人能夠像真正的蠑螈那樣在水里和陸地上活動(dòng)。據(jù)悉,這個(gè)機(jī)器人將幫助研究人員更好地了解兩棲動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)方式甚至有助于為截癱病人和截肢者改進(jìn)神經(jīng)假體裝置。

由于在開發(fā)設(shè)計(jì)過程中參考的是一種被稱為Pleurodeles waltl的西班牙肋蠑螈,因此EPFL的科學(xué)家們將他們創(chuàng)造的機(jī)器人命名為Pleurobot。據(jù)了解,盡管這并不是EPFL的第一個(gè)機(jī)器人娃娃魚機(jī)器人,但卻是第一個(gè)完全模擬娃娃魚的骨骼三維運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的機(jī)器人。為了做到這一點(diǎn),EPFL的科學(xué)家們使用X射線從頂部和側(cè)面對(duì)娃娃魚進(jìn)行成像,并跟蹤其骨架上的64個(gè)點(diǎn)在目標(biāo)娃娃魚進(jìn)行水中和陸地上的不同運(yùn)動(dòng)時(shí)的變化。

“我們打造Pleurobot的方式是全新的。”EPFL研究團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人Auke Jan Ijspeert說:“它涉及到在簡化的骨結(jié)構(gòu)和在三維條件下復(fù)制娃娃魚的步態(tài)之間取得適當(dāng)?shù)钠胶?。”?jù)悉,Pleurobot的骨頭是3D打印的,關(guān)節(jié)裝有馬達(dá),而且其電子/電氣線路甚至是模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造的。

據(jù)介紹,盡管Pleurobot的主體是模擬娃娃魚骨架制造的,但是科學(xué)家們并沒有完全照搬,其“骨頭”還是比真正的西班牙肋蠑螈要少一些,這是因?yàn)镮jspeert和他的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),在模仿動(dòng)物的動(dòng)作的時(shí)候,做一些簡化是必須的。他們用27個(gè)不同的電機(jī)彌補(bǔ)了骨骼簡化出現(xiàn)的缺憾。“動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)本質(zhì)上相當(dāng)復(fù)雜的過程?!盞ostas Karakasilliotis說,他設(shè)計(jì)了Pleurobot的早期迭代版本。“而現(xiàn)代的技術(shù)工具,像照相、3D打印、快速運(yùn)算等,能夠幫助我們更進(jìn)一步地接近了解它,以及復(fù)制它。”

對(duì)于科學(xué)家們說,Pleurobot另一個(gè)重要作用是幫助他們了解娃娃魚脊髓的電刺激及其運(yùn)動(dòng)之間的相互作用關(guān)系。Ijspeert預(yù)期,如果他們能夠弄清楚如何復(fù)制此系統(tǒng),未來的神經(jīng)學(xué)研究將對(duì)人體上的類似系統(tǒng)(比如手臂和腿)獲得更多的了解。

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