日前,迪斯尼在蘇黎世的研究部門與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院聯(lián)手打造出了一個多運動模式的輪式機(jī)器人VertiGo,這個機(jī)器人不僅能夠很輕易地穿越各種崎嶇地形,甚至可以飛檐走壁——在垂直墻面上行走如履平地。實際上VertiGo是依靠兩個可旋轉(zhuǎn)的螺旋槳來獲得對墻面的壓力的,而碳纖維材料加上3D打印部件又能使它的重量降至最低,確保其速度和敏捷性,可以無視重力進(jìn)行移動。
與其它機(jī)器人依靠吸力裝置或者抓住什么東西爬上墻面不同,VertiGo的設(shè)計主要利用其強(qiáng)大的螺旋槳產(chǎn)生向下的力,使車輛能夠很容易地在坎坷崎嶇的地形上驅(qū)動其四個輪子,并能夠在幾秒鐘之內(nèi)完成轉(zhuǎn)換,爬上垂直的高墻。它的作用很像賽車中的尾翼擾流板(spoiler)或者其他空氣動力學(xué)裝置,可以產(chǎn)生一個向下的力,從而把汽車?yán)卫蔚匕丛诼访嫔?/span>。
而且與典型的遙控汽車不同,VertiGo并不靠車輪控制方向,而是像直升機(jī)那樣依靠兩個螺旋槳。迪斯尼解釋說,選擇使用兩個螺旋槳而非一個是VertiGo能夠完成從地板到墻壁無縫過渡的一個關(guān)鍵:后邊的螺旋槳產(chǎn)生的力將機(jī)器人壓到墻上,前面的螺旋槳則產(chǎn)生向前的力。
當(dāng)然,確保VertiGo能夠很容易爬墻的另外一個關(guān)鍵是要讓它的重量盡可能地輕,這樣它需要的力量就不會那么大,可以更加靈活地移動。研究人員依靠3D打印部件實現(xiàn)了這一點。
“VertiGo機(jī)器人設(shè)計中最關(guān)鍵的問題是如何最大限度地提升推力輸出和車輛的重量之間的比?!钡纤鼓崾紫芯靠茖W(xué)家Paul Beardsley解釋說:“為了將重量降至最低,我們使用了一個中間是碳纖維的底板,而更復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)像車輪懸架或者車輪等我們使用的是3D打印部件。底板承載了兩個推力器模塊,而車輪懸架上則安裝了所有的電子部件。”最終,完成后的VertiGo有60厘米長,但是重量卻不超過2公斤。
“我們在整個設(shè)計中使用了8個獨立控制的致動器。為了讓使用者能夠像控制普通遙控車那樣很方便地遙控它,我們還在一個控制器上加裝了內(nèi)置的計算機(jī)?!?span>Beardsley補(bǔ)充說。
VertiGo從地板到墻壁的無縫過渡使其具有了穿越城市和室內(nèi)環(huán)境的能力。而且最重要的,與其他攀爬機(jī)器人不同的是,VertiGo可以在幾乎任何表面上移動,包括玻璃、樹木、弧形墻面,甚至包括天花板。而且控制起來比許多無人機(jī)更加安全。唯一的問題是它目前使用的鋰離子電池只能持續(xù)大約10分鐘的時間,研究人員們目前正在著手解決這一問題。
天工社的朋友們可能會注意到,最近一段時間里,迪斯尼部門在3D打印機(jī)器人方面獲得了很多重大的進(jìn)展,比如已經(jīng)披露出來的用互動軟件自動生成可3D打印的機(jī)器人、使用柔性材料可以與人安全互動的機(jī)器人,以及能夠像卡通人物那樣走路的機(jī)器人等。不過能夠看出來,所有這些都與該公司的玩具、商品或者電影制作設(shè)備相關(guān)。不過說到本文的這個能夠飛檐走壁的機(jī)器人的應(yīng)用,迪斯尼就有點三緘其口了:
“關(guān)于為什么迪斯尼會對這一領(lǐng)域感興趣,我不能說得太細(xì),你懂的。不過一般情況下,你可以想象到一個輕盈的機(jī)器人所帶來的娛樂效果。”Beardsley說。
下面是這個VertiGo大展身手的視頻: