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  • 几何机器人 产业新亮点

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    • 时间:2016-05-31
    • 来源: 中国企业报
    • 编译:LH
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       目前世界上机器人种类很多,但“几何机器人”由中国专家发明并率先提出新概念。
     
      “几何机器人”是由多个连杆通过活动铰链铰接构成的三角形、四边形、五边形及各种多边形,以及四面体、五面体、六面体及各种多面体,或者网格图形、组合图形等几何形体,具有折叠、缩放、扭曲等可变外形的能力,并可实现以步行、滚动、爬行、滑行等各种移动模式,从而在地面上实现移动。简要而言,依据几何图形以连杆机构制成物理实体,并施加动力使其变形且可在地面上行走。
     
     

     
      ●实用性强
     
      “几何机器人”在学术领域内被称为“多模式连杆式地面移动系统”,其特点是可以改变内部的身体结构和外部的几何形态,即“变形机器人”或“变形金刚”。
     
      针对复杂非结构化地形作战与救援的功能需求,“几何机器人”可以实现多种移动方式:
     
      (1)类球形滚动模式:以多面体近似球形,整体滚动,具有球形机器人的灵活性,且与地面接触而更易精确控制;
     
      (2)类履带式滚动模式:类似多边形履带,相邻杆依次着地,适于松软地形;
     
      (3)类腿式步行模式:变出类似变形虫的“伪足”,以腿式行进;
     
      (4)类轮式滚动:拓扑变换出可整周回转的曲柄,类似轮子,可高速滚动;
     
      (5)类蛇形滑行:以部分杆件拖地,左右或上下蠕动滑行;此外,还具有折叠模式,利于储存、运输或投放。
     
      ●科普功能明显:机器人既是高科技的代表,又极具趣味性,是进行青少年科技教育的绝佳载体。
     
      ▲“几何机器人”恰以几何和运动学知识为主体,而以电子知识为辅助,与青少年的数学知识密切结合,包括幼儿和小学生的基本形状教育、初中生的平面几何、高中生的立体几何。
     
      ▲用几何机器人技术使静止、枯燥的几何图形活动起来,从而在娱乐中接受数学知识的教育。
     
      ▲从几何、运动学和力学知识起步,在此基础上融合电子和计算机软件技术,循序渐进,可有效降低学习的难度,是机器人科技与青少年知识结构配套衔接的绝佳载体。
     
      ▲目前我国机器人产品基本均仿制日美,构型上鲜有创新。“几何机器人”具有国际原创理念和我国完全自主知识产权,有利于激发青少年的创新思维和国家情怀。
     
      ●应用多个领域:“几何机器人”在科技创新层面上先导于传统类人机器人,其成果可用于多个领域。
     
      ▲在民生方面,如汶川大地震时,路面严重破损,岩石、塌方、沟壑遍布,救援车辆无法通过,直升机无法降落,只能依靠人员徒步攀爬,行进速度低、危险性高、携带物资少,令人急切痛心。
     
      ▲在国防安全方面,我国是陆地大国,疆域辽阔,地形复杂,如钓鱼岛等陡峭山地,现有地面机动装备均难于登陆。
     
      ▲在国际反恐方面,复杂地域的巡逻检视和爆炸物搜寻等安保任务非常繁重。
     
      ▲在航天技术方面,如月球或火星等星球表面探测,由于地形环境未知或难以精确预知,风险极高,月球车或火星车如不具备超强的移动能力和适应能力,一旦失效,很难应对,美国“机遇号”火星车和我国“玉兔号”月球车的故障都是惨痛的案例。为解决以上重大国防安全、航天科研和民生需求,急需探索研制具有超强地形适应能力的特种地面移动系统。
     
      针对以上情况,“多模式连杆式地面移动系统”和“几何机器人”能发挥其强大变形能力与多样运动模式,用于轮式、履带式以及足式等移动机器人难以适应和通过的极端复杂地形。
     
      (本文由“几何机器人”概念创始人、北京交大教授姚燕安提供。)
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