幾何機器人 產業新亮點
2016-5-31 來源: 中國企業報 作(zuò)者:-
目前世界上機器人種(zhǒng)類很(hěn)多,但“幾何機器人”由中國專家發明並率(lǜ)先提出新概念。
“幾何機器人”是由多個(gè)連杆通過活動鉸鏈鉸接構成的三角形、四邊形、五邊形及各種多邊形,以及四麵體、五麵體、六麵體及(jí)各種多麵體,或者網格圖形、組(zǔ)合圖形等幾何形體,具有折疊、縮放、扭曲等(děng)可變外(wài)形的能力,並可實現以步行、滾動、爬(pá)行、滑行等各種移動模式,從而(ér)在地麵上實現移動。簡要而言,依據幾何圖形以連杆機構製成物(wù)理實體,並施加動力使其變形且可在地麵(miàn)上行走。
● 實用性強
“幾何機器人(rén)”在學術領域內被稱為(wéi)“多模式(shì)連杆式地麵移(yí)動係統”,其特點是可以改變內部的身體(tǐ)結構和外(wài)部的幾(jǐ)何形態,即“變形機器(qì)人(rén)”或“變形金剛”。
針對複雜非結構化地形作戰與救援(yuán)的功能需求,“幾何機器人”可以實現多種移動方式:
(1)類球形滾動模式:以多麵(miàn)體近似球形,整體滾動,具有球形機器人的靈活性,且與地麵接觸而更易(yì)精確控製;
(2)類(lèi)履帶式滾動模式:類似多邊形履帶,相鄰杆依次(cì)著地,適於鬆軟(ruǎn)地形;
(3)類腿式步行(háng)模式:變(biàn)出類似變(biàn)形蟲的“偽足(zú)”,以腿式行進;
(4)類輪(lún)式滾動:拓撲變換出可整周回轉(zhuǎn)的曲柄,類似輪子,可高(gāo)速滾動;
(5)類蛇形滑行:以部分杆件拖地,左右(yòu)或上下蠕動滑行;此外,還具有折疊模(mó)式,利於儲存(cún)、運輸或投放。
● 科普(pǔ)功(gōng)能明顯:機器人既是高科(kē)技的代表,又極具趣(qù)味性,是進(jìn)行青少年(nián)科技教育的絕佳載體。
“幾何機器人”恰以幾何和運動學知識為主體,而以電子知識為輔助,與青少年的(de)數學(xué)知識密切結合,包括幼兒和小學生的基本形(xíng)狀教育、初中生的平麵(miàn)幾何、高中生的立體幾何。
用幾何機器人技術使靜止、枯燥的幾何圖形活動起來,從而在娛樂中接受數學知識的教育。
從幾何、運動學和力學知識起(qǐ)步,在此基礎上融(róng)合電子和計算機軟件技術,循序漸進,可有(yǒu)效降低學習的難度,是機器人科技與青少年知識結構配套(tào)銜接的絕佳載體。
目前我國機器人產品基本均仿製(zhì)日美,構型上鮮有(yǒu)創新(xīn)。“幾何機器人(rén)”具有國際(jì)原創理念和我國完全自主知(zhī)識產權,有(yǒu)利於激發青少年的創(chuàng)新思維和國家情懷。
● 應用多個領域:“幾何機器人”在科技創新層麵上先導(dǎo)於(yú)傳統類人機器人,其成果可用於多個領域。
在民生方麵,如汶川大地震時,路麵嚴重破損,岩石(shí)、塌(tā)方、溝壑遍布,救援車(chē)輛無法通過,直升機無法降(jiàng)落,隻能依靠人員徒步攀爬,行進速度低、危險性高、攜帶物資少,令人急切痛心。
在(zài)國防安(ān)全方麵,我國是陸地大國,疆域遼(liáo)闊,地形複雜,如釣魚島等陡峭山地,現有地麵機動裝備均難於登陸。
在國際反恐方麵,複(fù)雜地域的巡邏檢視和爆炸物搜尋(xún)等(děng)安保任務非常繁重。
在航天技術方麵,如月球或火星(xīng)等星球表麵(miàn)探測,由於地形環境未(wèi)知或難(nán)以精(jīng)確預知,風險極高,月球車(chē)或火星車如不具備超強的移(yí)動能力和適應能力(lì),一(yī)旦(dàn)失效,很難應對,美國“機遇號”火星車和我國“玉兔號”月球車的故障都是慘(cǎn)痛(tòng)的案例。為解決以(yǐ)上重大國防安(ān)全、航天科研和民生需求,急需探(tàn)索研製(zhì)具有超強地形(xíng)適應能力(lì)的特種地麵移動係統。
針對以上情況,“多模式連杆式地麵移動係統”和“幾何機器人”能發揮其強大變形能力與(yǔ)多(duō)樣(yàng)運動模式,用(yòng)於輪式、履(lǚ)帶式以及足式等移動機器人難以適(shì)應和通過的極端(duān)複雜地形。
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