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以生物為靈感的工程學(xué)
巴斯大學(xué)的博士生羅德里?阿爾莫爾發(fā)明了一個(gè)名為“Jollbot”的機(jī)器人。這是一個(gè)簡單而又復(fù)雜的機(jī)器人,它解決了許多傳統(tǒng)機(jī)器人難以解決的問題。阿爾莫爾將很快得到他的博士學(xué)位, 他是在巴斯大學(xué)的仿生學(xué)與自然技術(shù)中心研究這個(gè)項(xiàng)目的。他最初的專業(yè)是機(jī)械工程,但對(duì)生物學(xué)的興趣使他走上了仿生學(xué)——一種以生物為靈感來源的工程學(xué)——的研究道路。

阿爾莫爾說:“這項(xiàng)發(fā)明的主要靈感來自動(dòng)物或昆蟲在不平坦的地形上穿行所必需的跳躍能力?!眰鹘y(tǒng)的機(jī)器人很難越過自然障礙物,有腿機(jī)器人的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且造價(jià)昂貴。輪式機(jī)器人也有其自身的缺陷。
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向蚱蜢學(xué)習(xí)
阿爾莫爾曾經(jīng)考慮過設(shè)計(jì)飛行機(jī)器人。但飛行需要持續(xù)不斷的高能耗支持。而跳躍運(yùn)動(dòng)則是周期性的,因此它可以使用密集度較低的能源,并通過能量的瞬間放大完成跳躍。阿爾莫爾說:“小型的動(dòng)物就是這么做的。在進(jìn)行跳躍時(shí),它們通過儲(chǔ)存來自彈性骨架中的能量的方法來放大自己的肌肉?!蓖乞煜嗨疲琂ollbot能把所需能量儲(chǔ)存在彈性骨架里,并能像蚱蜢那樣跳躍。

對(duì)于太空探索來說,速度并不是最重要的,重要的是對(duì)多種地形的適應(yīng)性。Jollbot將跳躍和滾動(dòng)的功能結(jié)合在一起,這使它能更適合太空探索的需要。Jollbot的能量存儲(chǔ)設(shè)備是球形的,這促使阿爾莫爾將機(jī)器人在平坦地面上的運(yùn)動(dòng)方式設(shè)計(jì)成動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的滾動(dòng)形式。

設(shè)計(jì)的最大挑戰(zhàn)來如何用一個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)兩種截然不同的運(yùn)動(dòng)方式?!疤S需要機(jī)器人的自重必須很輕,而且重心應(yīng)接近球形的球心。而動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)則需要大量的物質(zhì)集中在球的外部?!卑柲獱栒f。
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輕便靈活
機(jī)器人的主要材料是鋼和塑料,使用了伺服電機(jī)、電池組、接收器等標(biāo)準(zhǔn)模型部件?!巴鈱庸羌苁悄芰看鎯?chǔ)器,由彈性鋼部件組成。底盤材料是快速成形塑料,是由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的模型直接制成的?!卑柲獱栒f。這樣造出的機(jī)器人靈活、小巧而且重量還不足一千克。

阿爾莫爾非常希望能與人合作發(fā)展他的這一創(chuàng)意。對(duì)了,你知道機(jī)器人的名字是這么來的嗎?由于這個(gè)機(jī)器人既能跳躍,又會(huì)滾動(dòng)。因此,Jollbot中的Joll是由英文“跳躍(jump)”的首字母“j”和“滾動(dòng)(roll)”的后三個(gè)字面“oll”組合而成的。

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該文章來源于英國總領(lǐng)事館文化教育處

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