微小的变形机器人可以把自己挤进狭小的空间

CLARI的重量比一个乒乓球还轻

CLARI，一个可以被挤压的小机器人，它可以被动地改变自己的形状来挤过狭窄的缝隙——它的灵感来自虫子的世界。

CLARI是“柔顺腿关节机器人昆虫”的缩写，它来自科罗拉多大学博尔德分校的一个工程师团队。它也有可能以一种全新的方式帮助重大灾害后的急救人员。

几个这样的机器人可以很容易地放在你的手掌中，每个机器人的重量还不到一个乒乓球。Paul M. Rady大学机械工程系的博士生Heiko Kabutz说，当周围环境变得狭窄时，CLARI可以将其形状从方形变成细长。

Kabutz和他的同事在《高级智能系统》杂志上发表的一项研究中介绍了这种微型机器人。

Kabutz说:“它采用模块化设计，这意味着很容易定制和增加更多的腿。最终，我们想要制造一个八条腿的蜘蛛式机器人，它可以在网上行走。”

该研究的合著者、科罗拉多大学博尔德分校机械工程助理教授Kaushik Jayaram补充说，CLARI仍处于起步阶段。例如，机器人被拴在电线上，电线为它供电并向它发送基本命令。但他希望，有一天，这些小机器可以独立地爬进以前没有机器人爬过的空间，比如喷气发动机的内部或倒塌建筑物的废墟。

Jayaram说:“现在大多数机器人基本上看起来像一个立方体。为什么它们都是一样的?动物有各种形状和大小。”

蟑螂的力量

Jayaram对反映动物世界大杂烩的机器人并不陌生。

作为加州大学伯克利分校的一名研究生，他设计了一种机器人，可以通过压缩到大约一半的高度来挤压狭窄的空间，就像蟑螂楔入墙壁的裂缝一样。但他说，这台机器只是动物灵活性问题的冰山一角。

“我们能够挤过垂直缝隙，”他说。“但这让我思考：这是一种压缩方式。其他方式是什么？”

这就是CLARI，被迫挤过水平间隙，迅速进入画面的地方。

在最基本的形式中，机器人的形状像一个正方形，四边各有一条腿。然而，根据你挤压CLARI的方式，它可能会变得更宽，就像螃蟹一样，或者更细长，就像Jayaram以前最喜欢的蟑螂一样。总之，机器人可以从正方形的约34毫米（1.3英寸）宽变形为细长形状的约21毫米（0.8英寸）宽。

与Jayaram早期的机械化蟑螂不同，CLARI的每条腿的功能几乎就像一个独立的机器人——有自己的电路板和双致动器，可以前后移动腿，左右移动腿，类似于人类的髋关节。从理论上讲，这种模块化可能会让CLARI机器人呈现出各种各样的形状。

Jayaram说：“我们想要的是能够改变形状并适应任何环境条件的通用机器人。在动物世界里，这可能有点像变形虫，它没有明确的形状，但可以根据需要快速移动还是吞噬一些食物而改变。”

CLARI的模块化设计可以让研究人员为这个机器人增加更多的腿，创造出一个类似蜘蛛的机器

网络爬虫

他和Kabutz认为，他们目前的设计是CLARI系列机器人中的第一个，他们希望这些机器人能变得更小、更灵活。

在未来的迭代中，研究人员希望将传感器集成到CLARI中，以便它能够检测障碍物并对其做出反应。卡布茨说，研究小组还在研究如何给机器人适当的柔韧性和力量组合——随着研究小组增加更多的腿，这项任务只会变得更加困难。

最终，该团队希望开发出能够改变形状的机器人，这种机器人不仅可以在实验室环境中移动，还可以在复杂的自然空间中移动。在自然空间中，机器需要在树木甚至草叶等障碍物上反弹，或者穿过岩石之间的裂缝并继续前进。

“当我们试图捕捉昆虫时，它们会消失在缝隙里，”Kabutz说。“但如果我们的机器人具有蜘蛛或苍蝇的能力，我们可以添加摄像头或传感器，现在我们就可以开始探索以前无法进入的空间了。”