基于折纸结构和磁性致动器的蠕虫式机器人

仿生机器人，模拟特定生物系统的外观，运动和/或功能的机器人系统，可以帮助更有效，更可靠地解决现实世界的问题。在过去的二十年里，机器人专家引入了越来越多的机器人，其中一些从果蝇、蠕虫和其他小生物体中汲取灵感。

中国石油大学(华东)的研究人员最近开发了一种以蠕虫为灵感的机器人，其身体结构基于东方折纸艺术。这个机器人系统在Bioinspiration&Biomimetics中介绍，基于响应磁力的致动器，压缩和弯曲其身体以复制蠕虫的运动。

“软机器人是一个很有前途的领域，我们的研究小组一直在关注，”开发机器人的研究人员之一刘健林告诉Tech Xplore。“在回顾该领域现有的研究文献时，我们发现仿生机器人，如蠕虫启发的机器人，是一个值得探索的话题。因此，我们着手根据现有文献制造一种类似蠕虫的折纸机器人。在设计和审查了几种不同的结构后，我们选择专注于机器人的特定编织图案。

由刘和他的同事创造的蠕虫启发的机器人由一个基于折纸的骨干，体内的24个磁性片和身体外部的两个钕铁硼磁铁组成。机器人的骨干是按照纸编织折纸图案创建的。

当暴露在磁力下时，机器人的身体会变形和压缩，导致运动模式类似于蚯蚓和其他爬行的蠕虫状生物。由于它主要基于纸张和磁铁，因此该系统成本低，易于制造且重量非常轻。

“本文提出的折纸结构再现了蠕虫和其他类似蠕虫的生物的外观和结构，”刘解释说。“近年来推出的几种机器人基于磁致动，这些机器人对于不同的应用很有价值，例如清洁管道和其他受限环境。我们的工作可以极大地丰富折纸机器人领域，并激发新的先进设备的发展。

在最初的模拟中，研究人员使用他们的机器人产生三种不同类型的运动，他们称之为尺蠖，欧米茄和混合运动。这些不同的运动方式可以让更高级的机器人有效地处理不同类型的任务，例如避开障碍物、攀爬墙壁、在管道内爬行或运送小包裹。

未来，刘和他的同事们计划进一步改进他们的机器人设计，并创造更先进的仿生机器人系统。此外，他们希望他们的工作能够激励其他研究团队创造类似的蠕虫启发机器人，以帮助更有效地解决广泛的现实世界问题。

“基于仿生蠕虫的折纸机器人的开发是一个很有前途的研究课题，我计划在未来的工作中进一步探索它，”刘补充说。“例如，我想设计更多的折纸原型机器人，其功能特别受到蚯蚓或其他蠕虫的启发，这对于特定应用可能是有价值的。最后，关注其他驱动方法也可能丰富我们的研究。

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