一只受昆蟲影響的無人機在撞擊時會變形

近年來，機器人專家從傳統(tǒng)的日本折紙實踐中汲取了一頁，并提出了輕巧，靈活，高度創(chuàng)新的機器人和無人機。出現(xiàn)了兩種類型的折紙結(jié)構(gòu)：具有一定承重能力的剛性結(jié)構(gòu)，但如果超出容量則會破壞，以及不能承受大部分負荷的柔性彈性結(jié)構(gòu)。

EPFL研究人員應(yīng)用他們觀察到的昆蟲翅膀，開發(fā)出一種混合折紙無人機，根據(jù)具體情況可以是僵硬或靈活的。在空中時，該結(jié)構(gòu)足夠堅硬以承受其自身重量并承受螺旋槳的推力。但是如果無人機遇到某種東西，它會變得靈活，以便吸收沖擊，從而最大限度地減少任何損壞。這項研究正在Dario Floreano的智能系統(tǒng)實驗室進行，已發(fā)表在Science Robotics上。

無人機的彈性來自堅硬和彈性層的獨特組合。拉伸彈性體膜，然后夾在剛性板之間。當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，板固定在一起并使結(jié)構(gòu)具有剛度。但是當(dāng)施加足夠的力時，板會拉開并且結(jié)構(gòu)可以彎曲。

“當(dāng)我們制造無人機時，我們可以賦予其特定的機械性能，”該研究的主要作者Stefano Mintchev說。“這包括，例如，定義結(jié)構(gòu)從僵硬切換到靈活的時刻。” 并且因為無人機在折疊時會產(chǎn)生彈性勢能，所以當(dāng)它被指示時它會自動展開。

同時具有剛性和柔韌性的結(jié)構(gòu)也具有一系列其他潛在應(yīng)用。在他們開發(fā)無人機時，研究人員使用相同的技術(shù)創(chuàng)造了一種柔軟觸感的抓手。一旦達到一定的壓力水平，夾具就會軟化，以免破壞它正在拾取的物體。這也意味著它無法獲得超出其容量的負載。

“目前機器人技術(shù)的發(fā)展趨勢是制造更柔軟的機器人，能夠適應(yīng)特定的功能，并與人類一起安全地運行。但是一些應(yīng)用也需要一定程度的剛性，”Floreano說。“通過我們的系統(tǒng)，我們已經(jīng)證明您可以在兩者之間取得適當(dāng)?shù)钠胶狻?rdquo;