麻省理工学院工程师为柔软的肌肉驱动机器人设计灵活的“骨架”

新的模块化弹簧状设备可最大限度地发挥活肌纤维的作用,因此可以利用它们为生物混合机器人提供动力。

来源:MIT新闻 _机器人

我们的肌肉是大自然完美的执行器——将能量转化为运动的装置。就其大小而言,肌肉纤维比大多数合成执行器更强大、更精确。它们甚至可以从损伤中恢复,并通过锻炼变得更强壮。

出于这些原因,工程师们正在探索用天然肌肉为机器人提供动力的方法。他们展示了一些“生物混合”机器人,这些机器人使用基于肌肉的执行器为行走、游泳、泵送和抓握的人造骨骼提供动力。但对于每个机器人来说,都有一个非常不同的构造,并且没有关于如何最大限度地利用肌肉的通用蓝图。

现在,麻省理工学院的工程师们开发了一种类似弹簧的装置,可以用作几乎所有肌肉机器人的基本骨架模块。新的弹簧或“弯曲”旨在从任何附着的肌肉组织中获得最大的工作量。就像一个适合适当重量的腿部推举器一样,该装置最大限度地提高了肌肉可以自然产生的运动量。

研究人员发现,当他们将一圈肌肉组织安装到设备上时,就像一条橡皮筋缠绕在两个柱子上一样,肌肉会可靠而反复地拉动弹簧,并且与之前的其他设备设计相比,拉伸幅度增加了五倍。

该团队将挠曲设计视为一种新的构建块,可以与其他挠曲设计相结合,以构建任何配置的人造骨骼。然后,工程师可以将骨骼与肌肉组织配合,以驱动他们的运动。

“这些挠曲部分就像一个骨架,人们现在可以用它们将肌肉驱动以非常可预测的方式转化为多个运动自由度,”麻省理工学院工程设计专业英国和 Alex d'Arbeloff 职业发展教授 Ritu Raman 说。“我们正在为机器人专家提供一套新规则,以制造出强大而精确的肌肉驱动机器人,它们可以做有趣的事情。”

今天发表的论文 高级智能系统。

肌肉拉力

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柔和弯曲

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