新视角 IT科技 总编辑圈点|肌肉组织驱动的两足机器人问世,能模仿人类步态行走和急转弯

总编辑圈点|肌肉组织驱动的两足机器人问世,能模仿人类步态行走和急转弯

科技日报记者 张佳欣

与机器人相比,人类肢体极为灵活,能做出精细动作,并能有效地将能量转化为运动。受人类步态的启发,日本研究人员将肌肉组织和人造材料结合在一起,制造出一款双足生物混合机器人,可行走和旋转。相关论文发表在26日的《物质》杂志上。

双足生物混合机器人。

图片来源:东京大学竹内研究室

论文通讯作者、日本东京大学教授竹内昌治表示,生物混合机器人是生物学和力学的融合,这是以生物功能为特征的机器人新领域。使用肌肉作为执行器,研究人员可建造一个紧凑的机器人,并通过柔软的触感实现高效、无声的运动。

该机器人拥有创新的两足设计,建立在此前利用肌肉的生物混合机器人的基础上。当前,肌肉组织已可驱动生物混合机器人向前爬行、直线游泳和转弯,但不能急转弯。然而,能够旋转和急转弯是机器人避开障碍物所需的基本特性。

为了建造一个动作更灵活、更精细的机器人,研究人员设计了一种模仿人类步态并在水中操作的生物混合机器人。该机器人有一个泡沫浮标顶部和加重的腿,能帮助它在水下直立。机器人的骨架主要由硅橡胶制成,可弯曲以适应肌肉的运动。然后,研究人员将实验室培养的骨骼肌组织条连接到硅橡胶和两条腿上。

当研究人员用电刺激肌肉组织时,肌肉收缩,抬起腿;当电流消失时,脚后跟向前着地。通过每5秒在左右腿之间交替进行电刺激,生物混合机器人以5.4毫米/分钟的速度完成了行走。

为了转弯,研究人员每隔5秒反复敲击一次右腿,同时以左腿充当锚点。机器人在62秒内完成了90度左转。

研究人员表示,在为机器人升级更多生物组件之前,团队必须集成一个营养供应系统,以维持活组织和设备结构,使机器人能够在空气中操作。

总编辑圈点:

这些年,很多科学家致力于让机器人“进化”得更像人:不但把它们调教得像人一样聊天、思考,而且连外形也更像人。这样做是大有用处的。比如,酒店的送菜机器人、医院的导诊机器人、养老院的陪护机器人,如果从外形到说话都硬邦邦、冷冰冰,用户体验必然大打折扣。反过来,假如能让这些服务机器人的外形和聊天方式更像人,就能让用户体验到机器人的“温度”,从而大大提升服务机器人的价值。

(来源:中国科技网)

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