香港城市大學(xué)（城大）的研究團(tuán)隊(duì)巧妙地將加載彈簧的伸縮腿安裝在四旋翼機(jī)器人下方，開發(fā)出名為「Hopcopter」的創(chuàng)新彈跳機(jī)械人，打破傳統(tǒng)常規(guī)。這機(jī)器人具突破性移動(dòng)力，能達(dá)致空前的敏捷度與效率，為應(yīng)用於各種複雜環(huán)境開闢了嶄新可能。
研究團(tuán)隊(duì)由生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系及機(jī)械工程學(xué)系教授Pakpong Chirarattananon領(lǐng)導(dǎo)。他們將被動(dòng)伸縮腿與小型四旋翼機(jī)器人結(jié)合，開發(fā)出混合式機(jī)器人，能在空中飛行和地面跳躍間流暢轉(zhuǎn)換。這項(xiàng)研究題為「具有協(xié)同混合運(yùn)動(dòng)能力的敏捷單足彈跳四旋翼機(jī)器人」，近期在著名的《科學(xué)．機(jī)器人學(xué)》期刊發(fā)表。
領(lǐng)導(dǎo)研究的Pakpong Chirarattananon（中），論文共同第一作者白松楠（右）、丁潤(rùn)澤。城大供圖
四旋翼機(jī)器人一類的飛行機(jī)器人可用於休閒用途、監(jiān)測(cè)及研究，近年大受歡迎。雖然應(yīng)用廣泛，這種機(jī)器人仍有不足之處，例如飛行時(shí)間短、負(fù)載能力有限。
據(jù)介紹，在自然界中，鸚鵡和麻雀等動(dòng)物能結(jié)合跳躍和飛行以快速移動(dòng)，牠們?cè)跇渲χg跳動(dòng)，並短距離飛行穿越林木。但要在機(jī)器人中複製並達(dá)致這種自然界的效率並非易事，因?yàn)閭鹘y(tǒng)跳躍機(jī)制有其複雜性與局限。早前那些能跳能飛的機(jī)器人，通常無(wú)法維持連續(xù)的跳躍、微調(diào)跳躍高度，或保持長(zhǎng)時(shí)間飛行。
為突破這些限制，研究團(tuán)隊(duì)在四旋翼機(jī)器人上添加一條加載彈簧的伸縮腿，研發(fā)出Hopcopter。該被動(dòng)的彈性腿無(wú)需直接的腿部驅(qū)動(dòng)即可儲(chǔ)存與釋放能量，使機(jī)器人能有效地交替飛行和跳躍，並延長(zhǎng)其運(yùn)作時(shí)間。
Hopcopter在演示中能輕易地移動(dòng)、跳躍、在跳躍中起飛，並像普通四旋翼機(jī)器人那樣飛行。其跳躍速度為每秒2.38米，高度可達(dá)1.63米，功能超過(guò)了最先進(jìn)的跳躍機(jī)器人。Hopcopter亦可以在不平坦的表面執(zhí)行搜索和救援任務(wù)，使用它的腿作為緩衝器以防止損壞。
研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步完善Hopcopter的設(shè)計(jì)，並探索它在各種現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的應(yīng)用潛力。
頂圖：團(tuán)隊(duì)將被動(dòng)伸縮腿與小型四旋翼機(jī)器人結(jié)合，開發(fā)出混合式機(jī)器人。城大供圖
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