理论教育 仿壁虎机器人的未来发展趋势

仿壁虎机器人的未来发展趋势

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:经过对爬壁机器人国内外现状的分析和仿壁虎机器人各关键技术优缺点的比较,结合机器人技术发展的总体趋势,我们认为仿壁虎机器人的发展有如下趋势:吸附方式。因此,仿壁虎机器人的小型化和微型化是一个发展趋势。生物壁虎机器人在能源供给、运动灵活性、隐蔽性、机动性和适应性方面较仿生壁虎机器人具有更明显的优势。在仿壁虎机器人发展的同时,生物壁虎机器人也将成为另外一个新的研究发展方向。

仿壁虎机器人的未来发展趋势

经过对爬壁机器人国内外现状的分析和仿壁虎机器人各关键技术优缺点的比较,结合机器人技术发展的总体趋势,我们认为仿壁虎机器人的发展有如下趋势:

(1)吸附方式。吸附方式将越来越多地采用干性黏合剂。负压吸附方式和磁吸附方式技术发展已经相对成熟,并已有商用化产品出现,但它们的缺点也是显而易见的。干性黏合剂作为一种仿生智能材料,能够适应各种材质壁面,并且没有噪声。虽然目前其吸附能力还比较差,但相信随着微机电系统加工技术和新材料的发展,人造壁虎脚掌的性能将会有明显提升。目前,西方发达国家都很重视对壁虎脚掌仿生材料的研究,我们南航仿生所也已开展相关方面的研究。

(2)向微小型化发展。仿生微型机器人可用于小型管道检测作业,可进入人体肠道进行检查和实施治疗而不伤害人体,也可以进入狭小的复杂环境进行各种作业。因此,仿壁虎机器人的小型化和微型化是一个发展趋势。

(3)移动方式。在移动机器人中,轮式和履带式移动方式已获得广泛的应用,但是腿足式移动方式具有轮式和履带式所没有的优点。腿足式移动方式的机器人可以相对容易地跨过比较大的障碍(如沟、坎等),并且机器人的足所具有的大量的自由度可以使机器人的运动更加灵活,对凸凹不平的地形适应能力更强。正是由于腿足式移动结构多样、运动灵活,适应各种形状的壁面,而且能够跨越障碍物,因此足式结构将在爬壁机器人上,尤其是在微小型爬壁机器人上,有较好的应用前景。(www.daowen.com)

(4)生物壁虎机器人。生物机器人是借助于电子信息技术刺激来控制动物神经信号,从而达到对动物的运动或某些行为的人为控制目的的技术。日本和美国国防高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency,DARPA)都已设立生物机器人研究计划,而南航仿生所也已经展开生物壁虎机器人技术研究并已取得初步的成果[74]。通过在壁虎上安装载荷并控制壁虎来完成任务。生物壁虎机器人在能源供给、运动灵活性、隐蔽性、机动性和适应性方面较仿生壁虎机器人具有更明显的优势。

总体来说,仿壁虎机器人正朝着微小型化、腿足式移动化和利用仿生材料黏合剂进行吸附的方向上发展,其中美国在这方面的研究处于领先位置。在仿壁虎机器人发展的同时,生物壁虎机器人也将成为另外一个新的研究发展方向。

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