加利福尼亞大學圣地亞哥分校的機器人專家開發了用于機器人的柔性支腳。這項新技術可以使機器人在鵝卵石和木屑等不平坦的地形上行走速度提高40%。

新的開發對于各種不同的應用非常重要，特別是搜索和救援任務。

這項研究將在RoboSoft會議上進行，該會議將是虛擬的，并將于2020年5月15日至7月15日舉行。

Emily Lathrop是一名博士學位。加州大學圣地亞哥分校雅各布斯工程學院的學生，也是該論文的第一作者。

Lathrop說：“ 機器人需要能夠在自然，崎uneven不平的地形上快速高效地行走，這樣它們就可以在人類可以去到的任何地方去，但也許不應該。”

邁克爾·托利(Michael T. Tolley)是圣地亞哥大學圣地亞哥分校機械與航天工程系的教授。他是該論文的高級作者。

托利說：“通常，機器人只能控制特定關節的運動。” “在這項工作中，我們證明了可以控制腳的剛度并因此控制其腳部形狀的機器人優于傳統設計，并且能夠適應多種地形。”

靈活的機器人腳

靈活的機械腳由充滿咖啡渣的乳膠膜組成。咖啡渣可以在固體和液體之間來回移動。允許粒狀介質(例如咖啡渣)以這種方式起作用的機制稱為粒狀堵塞。結果，機器人可以走得更快并且抓地力更好。

當機器人的腳接觸地面時，它們會變硬并順應地面，以建立堅實的基礎。當它們移動時，腳在兩步之間松開并放松，并且依靠支撐結構來幫助它們在被卡住時保持柔韌性。

這些柔性腳是同類產品中首個在不平坦表面上進行測試的產品。

新開發的柔性腳使機器人走得更快

研究人員將腳安裝在六腳機器人上，然后設計并構建了車載系統。車載系統能夠產生負壓和正壓，以便在每個步驟之間解開和卡住腳。為了堵塞腳，真空泵將咖啡渣之間的空氣排出。如果機器人的重量迫使空氣從咖啡渣之間排出，它們也可能被被動堵塞。

不平坦的表面

經過測試，該機器人可以在帶有或不帶有柔性腳的各種不同表面上行走，包括平坦的地面，木屑和鵝卵石。研究發現，被動干擾在平坦地面上最有效，而主動干擾在松散巖石上最佳。

借助柔性腳，機器人的腿可以更好地抓地，從而提高了速度。當機器人在傾斜且不平坦的地形上行走時尤其如此。

尼克·格拉維什(Nick Gravish)是加州大學圣地亞哥分校機械與航天工程系的教授，也是該研究的合著者。

Gravish說：“自然世界充滿了機器人行走的挑戰性場地-濕滑，堅硬和泥濘的底物都使行走變得復雜。” “可以適應這些不同類型地面的腳可以幫助機器人提高移動性。”

研究人員現在將嘗試在腳的底部安裝軟傳感器，從而可以利用電子控制板。電子控制板將識別機器人將要行走的地面類型，以及是否需要主動或被動地卡住腳。研究人員還將繼續改進設計和控制算法，以提高效率。