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422近日，土耳其畢爾肯大學(xué)的研究人員發(fā)明了一款微型四足機(jī)器人——SQuad。
與現(xiàn)有微型機(jī)器人不同的是，SQuad用軟材料制成，行動更加靈活，可以攀越其身高2.44倍的障礙，也能繞開障礙物。未來，SQuad或能用于檢查狹小空間、在廢墟中搜救等。
一、集合微型、軟體機(jī)器人優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)動性能更好
現(xiàn)有微型機(jī)器人、軟體機(jī)器人各有優(yōu)缺點(diǎn)。
土耳其畢爾肯大學(xué)奧努爾·奧茲坎（onur Ozcan）介紹：“我們研究微型機(jī)器人已有將近10年時(shí)間，微型機(jī)器人有許多優(yōu)點(diǎn)，比如所需材料較少、成本低廉、能夠進(jìn)入狹窄空間等?！?
但是，現(xiàn)有微型機(jī)器人的缺點(diǎn)也比較突出?！八麄兊闹饕秉c(diǎn)之一是缺乏運(yùn)動能力，特別是在不平坦地形上?！彼f。微型機(jī)器人的高度有限，運(yùn)動時(shí)無法攀爬或避開障礙物，因此很容易在運(yùn)動過程中被卡住。
相比于微型機(jī)器人，軟體機(jī)器人的運(yùn)動性能更好。大多數(shù)軟體機(jī)器人都是用氣動執(zhí)行器制造的。研究人員介紹：“這些氣動執(zhí)行器可以和軟材料實(shí)現(xiàn)非常好的集成效果，但是它們需要一個(gè)壓縮氣源，這往往會使機(jī)器人變得笨重、或不允許無繩運(yùn)動?！?
研究團(tuán)隊(duì)試圖將兩種機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)加以結(jié)合，制作出綜合性能更好的機(jī)器人。
首先，奧茲坎及其同事選用聚二甲基硅氧烷（PDMS）等軟材料來增加微型機(jī)器人的“身體順應(yīng)性（body compliance）”，使其運(yùn)動能力變強(qiáng)。奧茲坎說：“通過使我們的微型機(jī)器人變得柔軟，它們能夠利用自己的身體順應(yīng)性越過障礙，就像昆蟲、老鼠等生物系統(tǒng)那樣?！?
同時(shí)，微型機(jī)器人搭載常規(guī)執(zhí)行器來實(shí)現(xiàn)小型化和無繩移動。
經(jīng)過嘗試，研究人員制成了微型四足機(jī)器人SQuad。該機(jī)器人有手掌大小，裝配了集成直流電動機(jī)的柔性C型腿，可以自由旋轉(zhuǎn)。
二、能爬過身高2.44倍障礙物，或可用于檢查、救援
研究人員通過一系列試驗(yàn)評估了SQuad的性能，并將其與一個(gè)剛性材料制成的機(jī)器人進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，SQuad的運(yùn)動性能更好。
SQuad能夠爬過比其身高還高1.44倍的障礙物，但剛性機(jī)器人只能爬過其身高0.88倍的障礙物。研究人員認(rèn)為，這是因?yàn)閮煽顧C(jī)器人身體順應(yīng)性的差異。
在未來，SQuad可以在陸地上完成各種簡單的任務(wù)。由于具備高度靈活性、身體順應(yīng)性和增強(qiáng)的穿越障礙能力，SQuad可以爬過狹小的開口及在非結(jié)構(gòu)化或不平坦的地形上運(yùn)動。
奧茲坎也對SQuad的應(yīng)用表現(xiàn)出信心，他說：“我們認(rèn)為，通過在機(jī)器人背上加一個(gè)小型攝像機(jī)，我們可以將這種機(jī)器人用于檢查目的；通過集成一個(gè)攝像機(jī)和麥克風(fēng)，就可以將其用于在倒塌的建筑物下尋找幸存者?！?
結(jié)語：設(shè)計(jì)還在更新，或增加身體收縮機(jī)制
土耳其畢爾肯大學(xué)研究人員推出的微型四足機(jī)器人集合了傳統(tǒng)微型、軟體機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)，能夠爬越身高2.44倍高的障礙物，未來或可應(yīng)用于檢查、救援等場景。
此外，為了使SQuad能夠應(yīng)用于更多場景，研究人員還在繼續(xù)更新設(shè)計(jì)，鉆研能提升機(jī)器人步態(tài)和動作的技術(shù)及性能更好的新型聚合物。
奧茲坎還表示研究團(tuán)隊(duì)正在增加一個(gè)身體收縮機(jī)制，“（它能）使我們的機(jī)器人在通過比其橫截面面積小的開口時(shí)，短暫地收縮身體，就像老鼠的行為那樣。我們還在研究機(jī)器人的動力學(xué)模型，以便更好地理解微型機(jī)器人、軟體機(jī)器人的運(yùn)動。”
