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X2-VelociRoACH是一个重54克的四足机器人,是同类机器人中速度最快的双足机器人。这个小家伙每秒能移动4.9米。如果你环顾四周,他的四条腿像风暴一样移动。根据经验,用腿行走的机器人如果想走得更快,一般有两种选择,而动物用腿(而不是用轮子飞或跑的)有两种选择,或者在更短的时间内走更多的步;或者每一步都迈更大的步子。X2-VelociRoACH显然选择了前者。
如果要设计一只蟑螂,由于自身骨骼肌的约束,它在给定周期内所能走的最大步数是有限制的,所以蟑螂会倾向于加大步幅以获得更快的速度。然而,加州大学伯克利分校电气工程系和计算机科学系的仿生毫系统实验室的研究团队并不是在设计一只蟑螂,因为它已经存在于自然界中。恰恰相反,DuncanW。霍尔丹和罗纳尔德。害怕正在设计一个机器人,所以他们不受生物学的限制。
因为是机器人,它的腿是直接和电机相连的,所以不可能改变步幅,所以他们采用了另一种选择——增加步数。他们将其增加到每秒大约45步,打破了实验室以前的记录。
唯一能阻止他们增加更多的是物理定律。当然,研究人员可以通过让机器人每秒完成更多的步幅周期来提高机器人的速度。但在这种情况下,机器人的零零碎碎可能会飞出去。简而言之,X2-VelociRoACH目前的速度受到材料的限制。这也为下一阶段的研究人员指明了方向——寻找更强大的材料。
“这种机器人有可能获得更高的动态性能,”研究人员说。如果他们能找到增强过程的方法或者找到新的材料,就有可能进一步提高跨步频率。
VelociRoACH的腿全部由玻璃纤维制成,其研究人员使用3D打印零件使其关键结构更加坚固。众所周知,目前用于3D打印的复合材料种类相当有限,这实际上限制了VelociRoACH更快的速度。随着可3D打印的复合材料范围的不断扩大,可以预计机器人腿部所能承受的最大步频也将增加。这意味着更快的机器人将很快出现在我们面前。
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