變色龍機器舌,酷不酷?

變色龍雖說是行動緩慢的蜥蜴,但是它們的舌頭可以瞬間加速,在昆蟲逃走前抓住它。受這項非凡技能的啟發,韓國的研究人員開發了一種機器舌,可以迅速伸出抓取周圍的物體。

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他們設想這種被稱為“奪取者”的裝置使用在無人機和機器人上,在有些距離的情況下抓取物品。首爾國立科技大學的研究員、參與設計這種新裝置的Gwang Pil Jung說:“舉個例子,帶有這種機械裝置的四旋翼機能夠快速準確抓取遠處的目標,而不是盤旋著緩慢拾取。”

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(via Tommix on deviantART)

關於變色龍的舌頭,也有其他的研究,日本Hatakeyama和Hiromi Mochiyama還沒有創造出像上圖中(概念圖)的機器人變色龍,但他們已經開始研究最重要的部分之一:舌頭。變色龍可以在三到一百分之一秒的時間內將舌頭射出捕捉獵物,然後捲起舌頭捲進嘴裡狼吞虎嚥。對機器人來說似乎是一件很方便的事情。

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這個系統看似簡單,實際上是依靠一個空氣炮發射一個附著在一根超細彈性繩上的磁性彈丸。超過90%的時間,機器舌頭可以抓起掉落在0。7米外的磁鐵,只需十分之一秒就可以穿越這段距離,而整個往返行程只需十分之一秒。它非常快,而且每次都能在半空中鎖定幾乎完全相同的位置。研究人員正計劃把它安裝在某種移動機器人平臺上,這樣可以到處巡查,捕捉蟑螂和其他蟲子。

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而“奪取者”的獨特之處在於,它將變色龍舌頭的快速抓取效能打造成一個便攜的尺寸,總尺寸為12cm x 8。5cm x 8。5cm,重量不到120克。這麼小的體積和重量卻能夠在600毫秒內從80釐米外快速抓取30克的物體。

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快速抓取展開臂由一個連線在電機上的卷繞彈簧(一個串聯的彈性執行器)和一個主動離合器提供動力。離合器是驅動單個彈簧同時射擊和收回的裝置。

為了創造“奪取者”,Jung和SeoulTech的同事Dong-Jun Lee著手開發了一種類似彈簧的裝置,它由主動離合器和單系列彈性執行器控制。一根類似變色龍舌頭的鋼帶在一個卷繞彈簧的驅動下穿過兩個齒輪驅動。離合器是透過在驅動前進進料器或後退進料器之間切換齒輪,使單個彈簧在一個方向上展開,從而驅動彈簧彈出和收回。

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最終的研究成品是一個輕量級的抓取裝置。它可以在600毫秒內取回0。8米遠的物體。Jung指出,其他一些設計用於檢索的現有裝置能夠更快地完成任務,大約300毫秒,但這些設計往往體積龐大。

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Jung說,“我們的最終目標是將抓取器安裝到商業無人機上,並實現有意義的工作,例如抓取包裹。”研究團隊目前仍然需要解決的一個挑戰是如何更有效地為驅動系統供電。“為了解決這個問題,我們正在尋找具有高能量密度的材料。”

另一個改進是設計了一個變色龍舌狀夾具,取代了目前用來拾取物體的簡單掛鉤。Jung說,“我們正計劃製造一種雙穩態的夾具,一旦抓取器接觸到目標物體,就可以被動地抓取它。”