迪士尼研制成功能飞檐走壁的小型机器人VertiGo

1万 · 2017-12-21 16:39

两年多前，迪斯尼在苏黎世的研究部门与苏黎世联邦理工学院联手打造出了一个多运动模式的轮式机器人VertiGo，这个机器人不仅能够很轻易地穿越各种崎岖地形，甚至可以飞檐走壁——在垂直墙面上行走如履平地。实际上VertiGo是依靠两个可旋转的螺旋桨来获得对墙面的压力的，而碳纤维材料加上3D打印部件又能使它的重量降至最低，确保其速度和敏捷性，可以无视重力进行移动。

　　与其它机器人依靠吸力装置或者抓住什么东西爬上墙面不同，VertiGo的设计主要利用其强大的螺旋桨产生向下的力，使车辆能够很容易地在坎坷崎岖的地形上驱动其四个轮子，并能够在几秒钟之内完成转换，爬上垂直的高墙。它的作用很像赛车中的尾翼扰流板（spoiler）或者其他空气动力学装置，可以产生一个向下的力，从而把汽车牢牢地按在路面上。

　　而且与典型的遥控汽车不同，VertiGo并不靠车轮控制方向，而是像直升机那样依靠两个螺旋桨。迪斯尼解释说，选择使用两个螺旋桨而非一个是VertiGo能够完成从地板到墙壁无缝过渡的一个关键：后边的螺旋桨产生的力将机器人压到墙上，前面的螺旋桨则产生向前的力。

　　当然，确保VertiGo能够很容易爬墙的另外一个关键是要让它的重量尽可能地轻，这样它需要的力量就不会那么大，可以更加灵活地移动。研究人员依靠3D打印部件实现了这一点。

　　“VertiGo机器人设计中最关键的问题是如何最大限度地提升推力输出和车辆的重量之间的比。”迪斯尼首席研究科学家Paul Beardsley解释说：“为了将重量降至最低，我们使用了一个中间是碳纤维的底板，而更复杂的3D结构像车轮悬架或者车轮等我们使用的是3D打印部件。底板承载了两个推力器模块，而车轮悬架上则安装了所有的电子部件。”最终，完成后的VertiGo有60厘米长，但是重量却不超过2公斤。

1万 · 2017-12-21 16:40

“我们在整个设计中使用了8个独立控制的致动器。为了让使用者能够像控制普通遥控车那样很方便地遥控它，我们还在一个控制器上加装了内置的计算机。”Beardsley补充说。

　　VertiGo从地板到墙壁的无缝过渡使其具有了穿越城市和室内环境的能力。而且最重要的，与其他攀爬机器人不同的是，VertiGo可以在几乎任何表面上移动，包括玻璃、树木、弧形墙面，甚至包括天花板。而且控制起来比许多四轴飞行器更加安全。唯一的问题是它目前使用的锂离子电池只能持续大约10分钟的时间，研究人员们目前正在着手解决这一问题。

　　朋友们可能会注意到，最近一段时间里，迪斯尼部门在3D打印机器人方面获得了很多重大的进展，比如已经披露出来的用互动软件自动生成可3D打印的机器人、使用柔性材料可以与人安全互动的机器人，以及能够像卡通人物那样走路的机器人等。不过能够看出来，所有这些都与该公司的玩具、商品或者电影制作设备相关。不过说到本文的这个能够飞檐走壁的机器人的应用，迪斯尼就有点三缄其口了。