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看看国外发明的仿生机械,这才是真正的黑科技

来源:小北财经
2019-10-12 14:35:17

仿生机械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。

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。下面就简单的介绍一下

1.可自主飞行的「蝙蝠机器人」BionicFlyingFox

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△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

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△可自主飞行的「蝙蝠机器人」BionicFlyingFox

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。

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△摩洛哥后翻蜘蛛

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△带“后空翻”技能包的「蜘蛛机器人」BionicWheelBot

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

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△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。

爬行、扭动中的蝾螈机器人.gif

△爬行、扭动中的蝾螈机器人

蝾螈机器人的白骨设计.gif

△蝾螈机器人的白骨设计

这个机器人的白骨设计看起来有点吓人,乍一看还有点毛骨悚然的感觉,但是看着这个机器人的设计真实感还是很不错的。

4.令人难辨真伪的仿生鸟

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△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!

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△飞行中的仿生鸟

它们像正常的鸟类一样,依靠翅膀提供飞行动力

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△飞行中的仿生鸟

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。

仿生鸟头部全角度转动.gif

△仿生鸟头部全角度转动

跟真实的鸟类飞行十分相像,飞翔和降落时,就像真的鸟一样。

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△飞行中的仿生鸟

5. 仿生蜻蜓BionicOpter

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。

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△仿生蜻蜓

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

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△仿生蜻蜓悬停

甚至能够模拟直升机

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△仿生蜻蜓模拟直升飞机

6. 仿生袋鼠BionicKangaroo

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

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△仿生袋鼠

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!

跳跃中的仿生袋鼠.gif

△跳跃中的仿生袋鼠

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。

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△跳跃中的仿生袋鼠

如果使用者戴上配套手环,就可以直接用手势控制袋鼠:

手势控制仿生袋鼠示意图.gif

△手势控制仿生袋鼠示意图

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△手势控制仿生袋鼠示意图

7. 仿生蚂蚁

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

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△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。

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△仿生蚂蚁360°展示

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

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△仿生蚂蚁自行充电

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。这直观展示了蚂蚁作为群居动物的特性。

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△仿生蚂蚁集体搬运物体

8. 仿生象鼻

另外,做成仿生象鼻的万向自由度机械臂也很值得一说!

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△仿生象鼻

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

9.仿生章鱼触手

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△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。

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△仿生章鱼触手

内置真空管可以自主提供吸附动能,轻松完成抓、握等动作。

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△仿生章鱼触手展示抓、握动作

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仿生章鱼触手展示抓、握动作

本文来源:今日头条@小北财经

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在很久之前,就有科幻故事在幻想末日。当蜜蜂灭绝的时候,人们赖以生存的生态环境遭受到严峻的破坏的时候,人们就会研究出仿生蜜蜂来代替蜜蜂授粉的工作。而这一幻想在一个个仿生机器人的诞生中表明了可行性。同时也表明了人们对于机器研究的更近一步,这些技术的出现,能够在不同的时间、不同的情况下给予人们以方便。

而这些研究结果也同样揭示了机器行业在中国乃至全球的市场。正因为人们的需求,才会有那么多的科技产物的诞生。武汉阳逻港 · 华中国际产业园坐落于武汉港口新城阳逻经济开发区北部,是华中地区最大的在建产业园之一,堪称“中部第一港、临港第一园”,是湖北省青创会、大学生创业基地等重点项目所在地。同时还也为机器人行业企业提供了最适合的生产环境,了解更多园区详情,可拨打全国免费客服热线:400-1620-628咨询。

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