仿阿米巴变形虫的移动机器人运动机理与控制方法研究

文章来源:     发布时间:2010-07-29

当移动机器人应用在如管道检测、人体医疗检查、倒塌空间搜救幸存者这样一些特殊的环境下时,需要穿越各种障碍,并且作业空间和尺寸受到很大的限制。传统的轮式、腿式或蛇形机器人驱动方式显得能力不足甚至不可行。
       单细胞生物阿米巴变形虫具有变形和利用皮肤翻转进行行走的奇异特性,在一个连续的运动中把自己外翻形成一个延展的环而运动。本课题深入研究阿米巴变形虫皮肤翻转的运动机理和细胞质生物力学,建立尾部收缩的运动模型,制备满足变形量和输出力要求的离子聚合物金属复合结构(IPMC)智能材料,研究增强IPMC 的性能措施,采用IPMC 材料研制控制单元,提出一种多单元组合控制环设计思路,研制出内部充满细胞液的通过皮肤内外翻转和变形来穿越障碍物的类变形虫移动机器人,并实现对机器人的无线控制。本研究是集生物、仿生、材料、电子与控制的交叉科学,研究成果将发明一种新型的移动机器人运动方式,有效地弥补现有依靠机构移动技术的不足。

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