@ 2015.05.28 , 09:35

合体机器人:通过机器蟑螂起飞的机器鸟

我们之前就报道过多模式(multi-modal)机器人的优点,通过将两种不同的移动模式组合到同一个平台,你就能充分利用每种模式的优势,在利用地面机器人的效率和耐力的同时,利用飞行机器人的多种性能。但是,设计一种能够同时具备地面行进和飞行能力的机器人,并且考虑复杂性和相关的效率问题,这并非大多数机器人团队所考虑的。与其为一个机器人设计多种不同的能力,还不如分别为每个不同的机器人设计不同的能力,然后寻找一种能够使他们协同工作的方式。这个利用机器蟑螂充当携载机器鸟的航母就是一个非常好的例子。

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人间大炮....发射

来看看加州伯克利制作的VelociRoACH机器人,H2Bird扑翼微型飞行机器人,在经过一小段的冲刺之后,就从载体框架上成功起飞了。这个H2Bird(重量为13g,能够飞行一分半钟)自己无法独立起飞,他需要具备1.3m/s的初速度和35-40度的仰角才能成功起飞。这些条件能够有下面的VelociRoACH携带框架提供。

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该机器人的设计团队并非考虑独立操控每个机器人,研究人员发现当这些机器人被联系到一起时能发挥巨大优势。显然,在携带了H2Bird之后,VelociRoACH的移动效率会有所下降。当VelociRoACH行进时,H2Bird以5Hz的频率扇动翅膀,这能够降低螺距(pitch),也会增加它的稳定性。同时这种缓慢的拍打还能有效降低H2Bird的重量,能使运行速度提升12%。从而使得2个机器人的运输成本下降,研究人员这样解释的:

仅将H2Bird放在VelociRoACH上进行运输时没回降低后者运输效率的16%。但这种开销在必须同时将2个机器人运输超过80m以上时,就会变得更加有效。H2Bird需要在空中飞行20米,但是VelociRoACH则无法到达。在另一种情况下,每个机器人单独前进80米,H2Bird 继续完成最后的20米。在后一种情况下,VelociRoACH托着H2Bird行进了前80米,之后H2Bird 起飞,然后飞行20米。这种情况下会比前一种能耗低25%。也就是说,用两种机器人合作,能够使得运动效率更高。

目前的两个机器人还是靠遥控控制,下一步的研究就是开发自动发射系统。我们也希望看到VelociRoACH能够对H2Bird 进行回收,使机器人团队能够充分利用空中和地面运动。

协调的扑翼飞行器和发射机器人将在2015年的西雅图 ICRA 中展出。
(# 不久的将来,我们就能开发出六神合体的雷霆王)

本文译自 IEEE,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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