機器人可以在泥濘和滑溜的地面上行走，因為有了類似麋鹿的腳
塔林科技大學（TalTech）的機器人專家們開發了一種新型的仿生腳，這種腳能顯著提升機器人在泥濘和濕雪等困難地形上的行動能力。這項研究的結果發表在《生物啟發與生物模仿》（Bioinspiration & Biomimetics）期刊上，可能會擴展機器人的能力，讓它們能在複雜的自然地形中進行環境監測、協助農業和參與災難救援。
機器人的腿部行走已經研究了幾十年，腿部機器人逐漸變得更節能和多功能。調整行走方式以適應變化的地形，使機器人能夠在性質不斷變化的地面上行走，但某些類型的自然地形仍然難以克服。
生物機器人學教授兼團隊負責人Maarja Kruusmaa表示：「泥濘和滑溜的地形是機器人和動物（包括人類）最難以通過的地方。」她補充道：「這意味著大多數機器人無法進入許多重要的陸地環境，包括濕地、沼澤、沿海灘地、河口和自然豐富的田野。」
塔林科技大學生物機器人中心的博士生Simon Godon，將他在法國Berry的父母農場的觀察與他的機械工程和生物機器人學知識結合，提出了高科技的機器人蹄子，這種蹄子在泥濘上行走時具有重大優勢。
在實驗室中進行的實際麋鹿蹄子的物理實驗顯示，當麋鹿在泥中進出時，它的分叉蹄子會擴張和收縮，從而增加和減少接觸面積。然而，最大的優勢並不僅僅來自於增大的接觸面，而是因為這種分叉蹄子在從泥中拔出時能打破吸力。
Godon解釋道：「我們發現麋鹿的蹄子行為類似於吸盤，就像你用指甲撬起其表面來打破吸力一樣。」他補充說：「泥土的作用類似於濕滑的浴室瓷磚，會在動物的腳下產生吸力，使得腿部難以拔出。移動蹄子可以打破這種緊張感。」
這些蹄子不僅使動作更快、更節能，還有助於避免致命的情況，例如動物陷得太深而卡住甚至死亡。
研究人員為這種腿部機器人設計了矽膠腳，旨在模擬相同的行為。對泥濘地面的測試顯示，這種簡單的改良使機器人的下沉和吸力減少了一半，而機器人的能量消耗則降低了高達70%。
值得注意的是，研究人員尚未發現這種改良的機器人麋鹿蹄子有任何缺點。
Kruusmaa教授表示：「我們推測，相反地，分叉蹄子在不平坦的地形上可能還會有優勢，為機器人或動物提供額外的穩定性。因此，我們建議機器人隨時保持穿著這種鞋子。」
更多資訊：
S Godon 等，仿照有蹄類動物的機器人腳改善在柔軟濕潤地面上的行動，《生物啟發與生物模仿》（Bioinspiration & Biomimetics）(2024)。DOI: 10.1088/1748-3190/ad839c
提供者：愛沙尼亞研究委員會
本文由 AI 台灣 運用 AI 技術編撰，內容僅供參考，請自行核實相關資訊。
歡迎加入我們的 AI TAIWAN 台灣人工智慧中心 FB 社團，
隨時掌握最新 AI 動態與實用資訊！
