蛇形机器人能钻过柔软沙地 开辟机器人应用新领域
- 2021/6/18 11:48:56 25722
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表下游】据外媒报道，机器人是探索陆地、海洋、天空和太空的好帮手，但有一个环境对它们来说比较棘手，那就是我们脚下的土地。现在，加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)和佐治亚理工学院的工程师们已经开发出一种蛇形机器人，它使用一系列方法钻过柔软的沙地或土壤。
机器人(Robot)是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。机器人见于隋炀帝命工匠按照柳抃形象所营造的木偶机器人，施有机关，有坐、起、拜、伏等能力。
机器人具有感知、决策、执行等基本特征，可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作，提高工作效率与质量，服务人类生活，扩大或延伸人的活动及能力范围。
蛇长期以来一直是机器人的灵感来源，这要归功于它们的相对简单性和运动的多功能性。因此，它们已经被用来探索诸如沙丘、海床、管道、废弃的核电站，甚至是人体等环境。
现在他们正往地下走。当然，这里最大的障碍是，即使在沙子和土壤这样的颗粒状材料中，阻力也比在水或空气中大得多。但是加州大学圣塔芭芭拉分校和佐治亚理工学院的团队开发了一种机器人，可以通过多种方式解决这个问题。但是，还有一个挑战：在水平地穿过沙子时，机器人往往会上升，直到它出现在表面。这是基本的物理学原理--机器人上方的少量沙子所产生的压力远远小于其下方紧实的沙子所产生的压力。
为了解决这个问题，研究小组使机器人也向下发射空气，以减少摩擦。研究人员在前面添加了一个楔子，他们的灵感来自于一种受蜥蜴启发的机器人，也有助于开辟道路。最终的结果是一个小型机器人，可以相对容易地在干燥的颗粒状介质中移动。它可以通过像蛇一样的扭动和转弯，或潜入沙中并在另一侧重新出现来避免障碍物。
该团队表示，这种设计可以在土壤取样和地下安装管道和电缆等方面派上用场。这项研究发表在《科学·机器人学》杂志上。在下面的视频中可以看到蛇形机器人的行动。
应用领域
医疗行业
在医疗行业中，许多疾病都不能只靠口服外敷药物治疗，只有将药物直接作用于病灶上或是切除病灶才能达到治疗的效果，现代医疗手段最常使用的方法就是手术，然而人体生理组织有许多极为复杂精细而又特别脆弱的地方，人的手动操作精度不足以安全的处理这些部位的病变，但是这些部位的疾病都是非常危险的，如果不加以干预，后果是非常致命的。
随着科技的进展，这些问题逐渐得到解决，微型机器人的问世为这一问题提供了解决的方法，微型机器人由高密度纳米集成电路芯片为主体，拥有不亚于大型机器人的运算能力和工作能力且可以远程操控，其微小的体积可以进入人的血管，并在不对人体造成损伤的情况下进行治疗和清理病灶。还可以实时的向外界反馈人体内部的情况，方便医生及时做出判断和制定医疗计划。有些疾病的检查和治疗手段会给患者造成大量的痛苦，比如胃镜，利用微型机器人就可以在避免增加患者痛苦的前提下完成身体内部的健康检查。目前制约微型机器人发展的关键因素在于成本非常昂贵，稀有金属的替代品的寻找将成为未来发展的重要方向。
教育行业
教育机器人是一个新兴的概念，多年来，机器人领域的技术发展研究方向都是如何应用于生活中代替人们完成体力或是危险工作，而教育机器人则是以机器人为媒介，对人进行教育或是对机器人进行编程完成学习目标。教育机器人作为一个新兴产业，发展非常迅速，其主要形式为一些机器人启蒙教育工作室，对儿童到青年不同的人群进行机器人组装调试编程控制等方面的教学。大型的教育机器人公司也会承办一些从小学到大学组的机器人竞赛，通常包含窄足、交叉足场地竞步，体操表演比赛。对于机器人的推广有着极为重要的作用。
生产生活
工厂制造业的发展历程十分久远，最初的工厂都是以手工业为主，后来逐渐发展成手工与机床结合的生产方式。现代社会的供给需求对生产力的要求越来越高，工厂对于人力成本方面的问题也一直难以攻克，尤其对于工作人员的管理和安全保障是最为难办的问题。对于一些会产生有毒有害气体粉尘或是有些爆炸和触电风险的工作场合，机械臂凭借着良好的仿生学结构可以代替人手完成几乎全部的动作。为了适应大规模的批量生产，零散的机械臂逐渐发展组合成完整的生产流水线，工人只需要进行简单的操作和分拣包装，其余的工作全部都由生产流水线自动完成。 [2]
随着技术的成熟，机器人和人们的生活的关系越来越密切，智能家居成为当下非常热门的话题，将机器人技术引入住宅可以使生活更加安全舒心，尤其家里有老人和儿童，智能的家居和家政机器人可以起到自动操作调整模式并保障安全的作用。
资料来源：cnBeta.COM、百科
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