科技

國家工業設計獎唯一概念獎,多領域的變形金剛,這個機器人厲害了

模組化“變形金剛”

自主變形機器人是由大量相同結構的基本單元組成的,這些單元具有互換性,能夠自主運動,改變相互連線的方式,從而改變機器人的整體形態。例如可以從一張桌子變成椅子等等,這種新概念機器人從根本上為實現“構型重建、一機多用”提供了可能性。

當前,隨著人工智慧科技的深入,我國智慧機器人的應用已深入到各個行業,在軍事、製造、醫療、服務等方面都有廣泛的應用。

相對於機器智慧的快速發展,機器人的本體與構型技術發展速度則相對緩慢,特別是在面對如搶險救災、空間探索、海洋開發這樣一些我國重大需求時,智慧機器人的發展尚未能滿足要求。

在面對作業環境和任務都極端複雜的條件時,我們希望機器人不僅要足夠聰明,本體還能夠千變萬化,這樣一些顛覆性的需求顯然是傳統單一固定構型機器人難以實現的。

正是在這種背景下,由哈爾濱工業大學設計的自主變形機器人應運而生,一舉奪得2018年中國優秀工業設計獎金獎,是十個金獎作品中唯一的概念作品。

2018中國優秀工業設計獎金獎

概念獎:【自主變形機器人】

自重構模組單元,自由配置,動態組合,實現一機多用、構型重塑、功能再生,可應用於軍事、救災、航空航天、教育等領域,充分體現工業設計與科技、工程、智慧、資料融合的發展趨勢!

▲ 王江平副部長參觀獲獎作品

自主變形機器人採用“變形金剛”的設計理念,設計為具有雙轉動自由度,4個連接面和連線機構的自重構模組單元,保障了變形功能的實現。模組通過不斷地重組,實現功能再生,可應用於救災、航天、教育等領域。

面向救災和航天領域,利用模組化機器人自變形和運動的優勢,通過模組間不同的自由度配置與相互配合,產生多樣的運動模式和多種機器人構型,從而適應不同環境與任務多樣的需求。

它可以構成能夠穿越狹小空間的蛇形機器人、能夠在不平路面上運動的多足行走機器人和適於空間應用的操作手等。

科普時間

模組採用綠色、環保、健康、無害材料製作而成,設計為立方體,外觀顏色採用黑色磨砂面,均採用圓角過渡,無銳利面,科技感強,保障使用者安全。其體積小,重量輕,具有可程式設計功能,應用於機器人教育中,互動性更好、可玩性更高、場景更加多樣化、探索性更強,可激發學生對機器人技術的興趣,提高學生的動手能力,同時樹立學生創新精神。

模組利用開模製作,製作成本低,可重複性強。驅動器與控制系統均為市場常見部件,購買成本低,功能品質可靠,可修復性好,實用性高。

後面與地面接觸的平面是採用摩擦力較大的橡膠或者磨砂的材質,加強他與地面的結合力。而它本身的紋樣則是用一些跳躍的顏色,給人以活力以及動感,讓人可以捕捉到它的動態的感覺,與黑色相匹配,一動一靜,協調而又相互襯托。

開關的佈置與機器人的單體模組相適應,採用斜方向的佈置,給人以腿部節點或者關節節點的感覺,更容易讓人感覺到它的律動。

▲ 自主變形機器人爆炸圖

成果與展望

自重構機器人未來將在空間操作、搶險搜救、反恐偵察、核電站維護等領域有著廣闊的應用前景。

電子學、微型機電系統及微型感測器技術的發展使得計算單元及微驅動、微感測器單元的體積越來越小,功能越來越強大,也有力地推動了自重構機器人由理論研究向工程實踐發展。

Reference:科技日報

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