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黑科技,强大的仿生机械!

模人教育2019-05-16 11:16

仿生机械,顾名思义就是模仿生物的形态、结构和控制原理设计制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械。

研究仿生机械的学科称为仿生机械学,它是20世纪60年代末期由生物学、生物力学、医学、机械工程、控制论和电子技术等学科相互渗透、结合而形成的一门边缘学科。仿生机械研究的主要领域有生物力学、控制体和机器人。

把生物系统中可能应用的优越结构和物理学的特性结合使用,人类就可能得到在某些性能上比自然界形成的体系更为完善的仿生机械。

视频感受一下

视频里展示的是 一家德国的自动化公司Festo,在过去的十几年里,他们陆续推出海鸥、企鹅、蝴蝶、蚂蚁、水母、蜻蜓、袋鼠等多款仿生机器人。下面小编就简单的介绍一下:

1.可自主飞行的「蝙蝠机器人」BionicFlyingFox

专门研制的翼膜通过约 45000 个点紧密地焊接在一起,所以具有足够的弹性,即使在收起双翼时,也几乎没有褶皱。蜂窝结构可以防止裂纹进一步扩大,即使翼膜出现轻微损伤,BionicFlyingFox 仍能继续飞行。

运动追踪系统的重要组成部分是两台红外相机,它们被安装在一个云台上,相机可以随意转动倾斜,以便追踪 BionicFlyingFox 的整个飞行过程。借助两翼与两条后肢的四个特殊红外标记,相机能够识别人造狐蝠的运动。

2.带“后空翻”技能包的「蜘蛛机器人」BionicWheelBot

另一个新型的蜘蛛机器人 BionicWheelBot 更有意思,它的原型是摩洛哥后翻蜘蛛,为了适应沙漠环境的生活,它有一种独特的行走方式,通过空中翻转与地面翻滚的组合来移动。而这样的驱动方式在仿生学中有重要意义。

在翻滚模式下,人工蜘蛛和自然界的摩洛哥后翻蜘蛛一样,可以比行走时更快地移动。这款机器人甚至能够应对高达 5% 的坡度。

3.蝾螈机器人

这个机器人看起来有点吓人,但它能像两栖动物一样爬行,穿过草地。它对研究蝾螈的中枢神经网络提供重要帮助。

它能像两栖动物一样爬行、扭动。这个只有“白骨”的设计,不让人毛骨悚然才怪呢!

还有更牛的仿生鸟 

Smartbird可以完美模拟鸟类的飞行状态,甚至令人难辨真伪

它们像正常的鸟类一样依靠翅膀提供飞行动力

它们的双翼不仅可以上下拍动,还可以按照一定的角度进行扭转~

甚至连头都可以全角度转动。

飞翔和降落时,就像真的鸟一样。

除了仿生鸟,Festo的科学家们还造出了仿生蜻蜓,仿生蜻蜓BionicOpter与真正的蜻蜓一样,能够向任意方向飞行。

它的四翼使用碳纤维,做成可折叠翅膀,每秒可以拍打20次

看到这么精密的机械结构,简直有种在做工程学设计的感觉

这款仿生蜻蜓不但可以实现减速和急转弯,还能做到悬停和倒退。

甚至能够模拟直升机

除了水里游的、天上飞的,Festo还创造出陆地上跑的:仿生袋鼠。仿生袋鼠BionicKangaroo几乎完全复制了袋鼠的弹跳功夫

对机器人有一定了解的科技客都知道,想让机器人“跳”起来难度是很大的

而这只仿生袋鼠却能够完成连续跳跃,甚至可以跳过40公分高的障碍物

因为它特有的蓄力功能,能及时从上一次跳跃中收集能量,为下一次跳跃做准备。

如果使用者戴上配套手环,就可以直接用手势控制袋鼠

除了上面提到的这些,最让人瞠目的还是这群3D打印的仿生蚂蚁 

它们的头部配备摄像头,腹部配备传感器,可以随时进行红外导航

而触角则是天线,在快没电时,它们会第一时间爬去自行充电

更厉害的是,在搬运重物时它们会发挥“蚂蚁精神”,集体出动、协同合作

另外,做成仿生象鼻的万向自由度机械臂也很值得一说!

它具有12个自由度,可以更换不同的夹头,像象鼻一样,能够胜任各种柔性工作

 仿生章鱼触手 

这只仿生章鱼触手和真的章鱼触手一样附有吸盘,整体采用可气动驱动的柔软硅胶结构。

内置真空管,可以自主提供吸附动能,轻松完成抓、握等动作

声明:本文为OFweek维科号作者发布,不代表OFweek维科号立场。如有侵权或其他问题,请及时联系我们举报。
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