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模仿鴯鹋這種不會飛鳥類的機器腿，只使用兩個馬達，就可以比更復雜的設備更高效地奔跑。
日前發(fā)表于《科學—機器人》的一項研究表明，受鴯鹋啟發(fā)設計的非傳統(tǒng)機器腿，比傳統(tǒng)設備的運行效率高出300%。該技術的發(fā)明者說，它可以用于假肢和外骨骼。
德國馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所的Alexander Badri-Sprowitz和同事摒棄了傳統(tǒng)方法，即由一個驅(qū)動器分別打開和收縮機器臂的每個關節(jié)。取而代之的是，他們的“鳥機器人”的每條3D打印的腿上使用了兩個馬達，以及覆蓋多個關節(jié)的人工肌腱，從而模仿某些失去飛行能力的鳥類的解剖結構，以便在地面上高效地奔跑。
“我們只用了兩個驅(qū)動器，一個用來使腿前后移動，另一個用來抬腿。這只是最低要求。”Badri-Sprowitz說，“在機器人領域，人們通常只希望將效率提高10%，而我們卻收獲了300%。”
“鳥機器人”利用馬達拉動人工肌腱。在壓縮過程中，動力被儲存在彈簧中。當每只腳觸地時，能量被釋放出來，從而驅(qū)動機器人前進。
此外，研究人員還將許多執(zhí)行器、傳感器和電子元件從系統(tǒng)中移除，使得機器人更輕，制造成本更低。它甚至無需動力便可以直立。
在跑步機測試中，“鳥機器人”的速度達到了75厘米/秒。“目前需要指引以確保機器人直線運動，但研究的重點是效率，而不是平衡。”Badri-Sprowitz說。
此外，“鳥機器人”腿部的機械是自動防水的，所有馬達都安裝在遠離機器人腳部的位置。理論上，這種機器人可以在水中行走。
英國利茲大學的Shival Dubey表示，這種設計比更復雜的設備更高效，但在承載不同重量的負載時可能適應性較差。
“在傳統(tǒng)的腿部機器人中，我們在每個關節(jié)上使用驅(qū)動器，以移動特定關節(jié)。相比之下，他們使用了更少的能源和電子元件。”Dubey說，“他們在演示或復制鳥的動作方面做得很好，但在其他任務上還需要進一步微調(diào)。”
相關論文信息：https://doi.org/10.1126/scirobotics.abg4055
