科技| 新四足机器人攀岩无失手 主动式微刺抓握器简单高效

[星岛综合报道] 科学家们创造了一种四足仿生机器人，其攀爬方式与众不同。它利用一种独特而高效的机制，紧紧抓住粗糙的垂直表面，同时相对简单。

一些实验性机器人利用基于吸力的抓握系统来攀爬光滑表面，但这种技术无法在像岩石这样的粗糙表面上操作。

另一种选择是使用所谓的微刺抓握器。这些抓握器包含一系列细小的锐利钩子，能够抓住被攀爬表面上的小凹槽。当抓握器提起以进行下一步攀爬时，这些钩子会从表面释放。但一些微刺抓握器是被动的，依靠机器人悬挂身体的重量来保持抓握。这种类型在相对平坦的墙面上效果尚可，但在更不规则的表面，如悬崖面上，则难以应对，需要更多变的攀爬策略。

主动式微刺抓握器通过整合电动执行器来克服这一限制，将一圈钩子钻入表面，维持一种任何方向上的机动抓握。然而，这些抓握器往往体积庞大、耗能大且机械复杂，此外，它们的攀爬速度相当慢。这就是LORIS四足机器人的用武之地。

这个装置由卡内基梅隆大学Robomechanics实验室的Paul Nadan、Spencer Backus、Aaron M. Johnson及其同事们创造，以一种攀爬有袋类动物命名，同时也代表了“轻量级观察机器人，用于不规则坡面”的意思。

在机器人四条腿的每一端都有一个展开的微刺抓握器，包含两组以直角排列的刺。抓握器通过一个被动的腕关节与腿相连。这基本上意味着抓握器只是根据腿的动作随意摆动。

机器人利用机载深度传感相机和微处理器，以一种策略性的方式前进其腿部，使得当一条腿上的抓握器抓住攀爬表面时，另一条位于身体另一侧、身体另一端的对立腿上的抓握器也会这样做。

只要这两条对角相对的腿保持对其抓握器的内部张力，这些抓握器就会牢牢地附着在表面上。与此同时，机器人的另外两条对立腿可以自由地进行下一步攀爬。这是一种受昆虫启发的攀爬策略，被称为定向内部抓握（DIG）。

根据研究人员的说法，LORIS结合了被动微刺抓握器的轻量、速度、能源效率和简单性，以及主动抓握器的牢固抓握和适应性。作为额外的好处，这个机器人的设计旨在易于且成本低廉地制造。

图片：Carnegie Mellon University

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