将动物步伐转移到仿生软步行器的第一步
Joscha Teichmann1,2, Gauthier Lang1,2, David Zimmermann1,2
1Plant Biomechanics Group @ Botanic Garden, University Freiburg, Freiburg im Breisgau, Germany.
Integrative and comparative biology
|May 21, 2025
概括
研究人员开发了一个仿生软机器人腿,灵感来自大象的解剖学和步态. 这种无电子设计实现了高效的机动和令人印象深刻的承载能力,推进了软机器人技术.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 软机器人提供安全性和多功能性,但面临着车载电子设备和重量方面的挑战.
- 现有的气动控制系统对于软腿机器人来说可能太重了.
- 大自然,特别是大象的运动,为有效的承载能力和节能运动提供了一个模型.
研究的目的:
- 设计和开发一种新的,轻量级的,无电子设备的软机器人腿.
- 为了模仿大象的腿形态和脚步,以提高表现.
- 为了克服当前软机器人原型的重量限制.
主要方法:
- 为了灵感,研究了大象腿形态和脚步态.
- 将大象的步伐特征转换为气动驱动的软机器人腿.
- 通过近似关节角度和顺序执行器状态,适应大象步伐动力学PneuNet曲执行器.
主要成果:
- 开发了一种生物模拟软步行者,其步行方式与足相似.
- 实现了126mm/s的机车运动速度 (每秒0.82个身体长度).
- 显示出相当大的负载能力,超过其体重的5.2倍.
结论:
- 灵感来自大象运动的仿生设计可以带来高效和强大的软机器人系统.
- 气动PneuNet执行器可以有效地接近复杂步行的生物关节运动.
- 这项研究推动了各种应用的独立,高性能软机器人的开发.
