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美国陆军用肌肉机器人强化未来技术

陆军研究人员说,充满肌肉组织的机器人系统可以产生前所未见的敏捷性和多功能性。

美国陆军作战能力发展司令部,现在称为DEVCOM,陆军研究实验室的研究人员正在与杜克大学和北卡罗来纳大学的合作者合作,进行生物混合机器人的高风险研究。

该实验室的研究科学家迪安·卡尔弗博士(Dr. Dean Culver)说,“尽管它们本身令人印象深刻,但如今的机器人被部署用于有限的用途,几分钟后就会被取回。”“ARL希望机器人成为全能的队友,能够去到士兵可以去的任何地方,甚至更多,能够适应任何特定情况的需求。”

生物混合机器人技术将生物有机体整合到机械系统中,以提高性能。

“有机体在很多方面都胜过工程机器人。为什么不利用生物成分来实现这些非凡的能力呢?卡尔弗反问道。他说,研究小组的建议涉及到驱动肌肉性能的蛋白质的行为。

生物混合机器人的第一个应用是类似于陆军腿式运动和运动适应研究平台(lama)的腿式平台,以及美国海军陆战队腿式小队支持系统(LS3)的腿式平台。迪恩和他的合作者也在考虑扑翼无人机。

卡尔弗说:“如今地面机器人面临的一个障碍是无法立即调整或适应不稳定的地形。”“肌肉驱动虽然不是唯一的原因,但却是动物能够在不平坦和不可靠的地形上行走的重要因素。”类似地,扇动翅膀和飞行生物重新配置外壳的能力使它们能够在树枝间飞来飞去。在多域作战中,这种敏捷性和多功能性意味着无法进入的地区现在是可行的,而这些选择对美国军队的成功至关重要。”

该团队包括来自杜克大学(Duke University)的教员合作者,他们将指导计算研究,以及北卡罗莱纳大学(University of North Carolina),他们将管理实验,验证计算工作的预测。陆军研究人员将致力于理论细观力学的研究,这可以用从计算和实验中收集到的数据进行测试。

杜克大学的一个独立团队将补充他们的工作,他们的工作是研究用于有腿机器人的跳跃生物的肌肉、肌腱和韧带的宏观性能特征。

他说:“肌肉组织在特定时刻能够产生特定数量的机械动力,它的多功能性在当今的机器人驱动中是无可匹敌的。”

他说,他们的研究有望为生物杂交工程学界提供如何培养强壮肌肉组织的信息,而不是从训练有素的有机体中提取肌肉组织。此外,他说,研究人员希望这项研究能够提供对控制运动蛋白运动的细观力学的见解;这种运动负责肌肉的整体收缩。