前沿洞察丨水下也能“旋轉、跳躍、閉著眼”的無人機

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前沿洞察丨水下也能“旋轉、跳躍、閉著眼”的無人機

本期前沿洞察繼續為大家蒐集新鮮前沿技術:360度旋轉都難不倒它,能夠協助檢測下水道的水下無人機;斯坦福大學用充氣管創造出的可變形、自由漫步的軟機器人;具備精確控制與識別的可變化傳感器......

一起來看看吧:

360度旋轉,協助檢測下水道的水下無人機

由於下水道的老化是一個嚴重問題,現在工作人員們決定改變調查方式,利用水下無人機檢查下水道和各種水下環境。

專注於無人機業務的Juntechno Service與Hutech合作實現水下機器人360度旋轉,Hutech會將其使用在對基礎設施進行檢查工作中,例如下水道,農業水道,大壩管道,橋樑檢查等。操作能實現191m深度潛水的水下無人機QYSEA“ FIFISH V6”,對流域的汙水進行檢查。並且他們表示在維護生活環境,協助檢查方面取得了一定的成果,該公司計劃將來會加強合作。

前沿洞察丨水下也能“旋轉、跳躍、閉著眼”的無人機

水下無人機具有高度的操作自由度,可以快速移動到目標位置。當然,也可以拍攝靜止圖像。可以從低於一定尺寸的位置進行有臺階的伸縮縫接頭的檢查,這僅靠機器人是困難的,並且使用者可以瞄準下一個目標,而不必在意偏差寬度的可視性和高低差。

雖然引進水下機器人需要數千萬日元,但是在最近幾年中,水下無人機在不斷髮展,提高產品性能來衡量成本降低已成為可能 。另外,與攝影無關,通過在機體上安裝對接部件,可以預測能解決各種問題。計劃從下一個型號出售的零件包括高精度激光縮放儀,採樣器,伽馬檢測器等。

用充氣管創造出的可變形、自由漫步的軟機器人

相較於冷冰冰硬朗的機器人來說,人類總是更喜歡一些柔軟的東西即軟體機器人,絕大多數機器人以更大比例進行氣動(或液壓)操作,特別是當它們需要施加很大的力時。這些會形成複雜的情況。

斯坦福大學的研究人員通過借鑑傳統機器人技術的特性,開發了一種新型的軟機器人,它是基於一系列順應性強、充滿空氣的管子。它具有人類規模,可以四處移動,不需要泵或繩索,它既安全,又保留了可以移動和改變形狀的能力。

前沿洞察丨水下也能“旋轉、跳躍、閉著眼”的無人機

斯坦福大學機械工程專業的研究生內森·烏瑟維奇(Nathan Usevitch) 表示,大多數軟體機器人一個最大的侷限性在於,必須將它們固定在笨重的空氣壓縮機上,或插在牆上,從而防止它們移動。

研究人員表示,這是一款柔軟的、對人類安全的機器人,同時混合了可以顯著改變其形狀的機器人。“這種機器人可能對於太空探索非常有用,特別是因為它可以被裝在一個小包裹裡運輸,並且在充氣後不受束縛地運轉。在另一個星球上,它可以利用其變型能力穿過複雜的環境,擠過狹窄的空間,以跨越障礙。”

目前,研究人員正在為軟體機器人試驗不同的形狀,並考慮將其放入水中,看看它是否可以游泳。他們還在探索更多擁有個性化特徵和優勢的新型軟機器人。

具備精確控制與識別的可變化傳感器

當我們拿起一個物體,如果該對象證明是一個較為順滑的物體,則可以調整其抓力。並且我們使用組合的感官,以確定一個物體是否需要一個微妙的觸感。ETH研究人員已經開發出一種傳感器,可以幫助機器人抓取器進行同樣的操作。

該原型包括一個帶有彩色微珠的硅皮和一個指向上方的攝像機。當皮膚與物體接觸時,微珠的圖案就會發生變化,這會被相機捕捉到。

前沿洞察丨水下也能“旋轉、跳躍、閉著眼”的無人機

研究人員進行了實驗,以精確控制與傳感器的接觸,包括改變物體的大小、物體在傳感器皮膚上的位置以及施加的力。然後,機器學習被要求幫助匹配不同類型和不同級別的接觸,以記錄微珠模式的變化,並訓練傳感器系統使用實驗數據集精確記錄施加的垂直和橫向力。

傳統的傳感器只記錄一個點的作用力。相比之下,我們的機器人皮膚可以讓我們區分作用在傳感器表面的幾種力,並以高分辨率和高精度計算它們。我們甚至可以確定力的作用方向。

研究小組表示,這種系統的生產成本應該相當低,而且可以讓機器人抓取器根據所處理的物體來調整抓取力,例如,當一個物體似乎正在滑落時,可以在飛行中進行調整。該系統也可以被運動員或健身愛好者用來測量踏板或跑鞋的受力水平。這項技術在虛擬現實設置中也有可能為玩家提供觸覺反饋。

目前,樣機的厚度僅為5x5釐米(1.96x1.96英寸),厚度為1.7cm(0.66英寸)。研究人員正致力於擴展該系統,以覆蓋更大的表面積,由多個攝像頭監控,同時還致力於減少傳感器的厚度。

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