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有六条腿每次动几条才能跑得最快?让六足机器人告诉你
时间:2021-08-27 01:38点击量:


本文摘要:一般来说,从生物身上玄奘的机器人学家都要掌控生物进化的精髓,并将这些精髓精妙地运用在机器人身上,让它们显得“更加慢、更高、更加强劲”。生物进化本身就是最聪明的设计师,经过它抛光的生物一般机器人很难打破,因此机器人学家只不过就是在对付大自然数千万年试错来作的经验。 上周,一篇公开发表在《大自然通讯》上的论文引发了许多人的留意,来自瑞士联邦洛桑高等工业大学(EPFL)的研究人员展出了他们的研究结果:对于六脚昆虫来说,双足步态(即一次一动两条腿)才是最慢且最高效的移动方式。

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一般来说,从生物身上玄奘的机器人学家都要掌控生物进化的精髓,并将这些精髓精妙地运用在机器人身上,让它们显得“更加慢、更高、更加强劲”。生物进化本身就是最聪明的设计师,经过它抛光的生物一般机器人很难打破,因此机器人学家只不过就是在对付大自然数千万年试错来作的经验。

上周,一篇公开发表在《大自然通讯》上的论文引发了许多人的留意,来自瑞士联邦洛桑高等工业大学(EPFL)的研究人员展出了他们的研究结果:对于六脚昆虫来说,双足步态(即一次一动两条腿)才是最慢且最高效的移动方式。一般来说来说,多足动物要构建最有效地的移动方式必需符合一个条件,那就是尽量减少腿部认识地面的时间。

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只不过这个原理很更容易不懂,就拿我们最少见的哺乳动物来说,一旦速度特一起,动物的动作就看起来一系列的动态冲刺,而非非常简单的加快回头。不过,六脚昆虫略为有有所不同,它们一般来说都是三足落地,无论速度多慢都是这样。

这样的不道德从效率的角度来看有些不同寻常,三足步态一般来说比双足步态要僵硬,因为对于六脚动物来说,双足步态一个循环可以取得三次动力冲程,而三足步态却不能获得两次。随后的实验也检验了这一观点,使用双足步态的六脚机器人在速度上比使用三足步态的快上25%。

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因此,如果你在专门从事六脚机器人的研发,且能极致的掌控机器人的动态稳定性,双足步态意味著是你的最差自由选择。生物进化究竟出有了什么问题?六脚昆虫为什么要反其道讫之,蓄意把速度减慢25%呢?经过研究,EPFL的大牛们找到了缘由:原本自由选择三足步态也是演化的自由选择,六脚昆虫一般来说要攀过矮墙或者天花板,使用三足步态的话,其中一足就能紧紧抓住物体表面,而两足步态只适合于平地这种理想的环境。

更加神秘的是,当研究人员在蝇类昆虫的脚上涂了一层没粘性的聚合物后(昆虫的脚原本是有粘性的),它们就开始渐渐转换成双足步态了。不过,获得这样的成果无法让研究人员符合,随后他们又将蝇类放到了一个平滑的表面,结果找到它们又换了三足步态。

研究人员指出步态的变化有可能是昆虫自己的传感对系统或腿部的黏附结构导致的。研究人员还做到了一个大胆的猜测,当昆虫的脚仍然包覆包覆的时候,用三条腿来摆脱与地面的认识不会更为有力。笔者十分讨厌这项研究,因为它同时做到了两件十分傻的事情:首先,研究人员用机器人模拟出了究竟哪种步态才最慢,这对高速六脚机器人的研发有十分最重要的指导意义。第二,该研究说明了了六脚昆虫使用三足步态的确实原因,这对生产最篮的仿生机器人也有最重要的参照起到。


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