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Updated: May 22, 2026

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适应性洞穴探索:生物启发的振动驱动的PufferFace机器人,具有可变形的身体

Linh Viet Nguyen¹, Hansoul Kim², Khoi Thanh Nguyen¹

¹Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST), Nomi, Ishikawa, Japan.

Science advances

|April 30, 2025

概括

这项研究介绍了PufferFace机器人 (PFR),这是一个灵感来自鱼的软机器人. 通过适应性形态和振动驱动的机车,PFR在具有挑战性的管道中导航,简化了检查任务.

科学领域:

机器人技术机器人技术机器人技术
软机器人软机器人软机器人软机器人
生物启发工程生物启发工程

背景情况:

机器人中的自适应形态增强了环境交互,而不需要复杂的控制.
检查不同直径和形状的厘米尺度管道对当前的机器人系统构成重大挑战.
现有的软机器人与管道尺寸变化,过渡和流体流量管理作斗争.

研究的目的:

介绍一下PufferFace机器人 (PFR),这是一款具有自适应形态的新型软机器人.
展示PFR使用简单的,振动驱动的机动运动来探索空洞的能力.
解决管道检查当前软机器人的局限性.

主要方法:

设计的PFR灵感来自气球鱼,具有充气软皮和灵活的尖.
利用振动诱导的不对称摩擦来进行无反控制的推进.
集成了一个空洞结构用于流体流动和前置摄像头用于检查.

主要成果:

PFR成功地在管道空洞中航行,直径为其直径的1至1.5倍.
机器人熟练地处理关键管道特征,如90度肘部,T连接器和高曲率段.
在特定场景中,PFR在特定场景中显示出其重量的20至35倍的推进力.

结论:

PFR的自适应设计和振动驱动的机车提供了一个简单而有效的管道检查解决方案.
机器人适应不同管道条件的能力克服了现场的关键挑战.
PFR代表了基础设施检查软机器人的有希望的进步.

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