机器人被开发用来开门和拉重物

一扇紧闭的门只是众多障碍中的一个，对一种名为FlyCroTug的新型飞行微型拖曳机器人来说，它没有任何障碍。它配备了仿照壁虎的先进抓取技术，并具有移动和拉动周围物体的能力，两个FlyCroTugs可以联合套住门把手并将门打开。

斯坦福大学工程学院弗莱彻·琼斯教授马克·卡特考斯基和瑞士École理工学院Fédérale德洛桑的达瑞奥·弗洛里亚诺的实验室开发的FlyCroTugs是一种微型飞行器，研究人员对其进行了修改，使其可以使用粘合剂将自己固定在各种表面上，这种粘合剂的灵感来自于卡特考斯基实验室之前开发的壁虎和昆虫的脚。

有了这些连接机制，FlyCroTugs可以拉动重量达自身重量40倍的物体，比如某个场景中的门把手，或者救援场景中的相机和水瓶。类似的飞行器利用空气动力只能举起两倍于自身重量的物体。

“当你是一个小机器人时，世界充满了巨大的障碍，”斯坦福大学研究生马修·埃斯特拉达(Matthew Estrada)说，他是一篇关于FlyCroTugs的论文的主要作者。“将我们飞行器的空气动力与我们与附着机制产生的相互作用力结合起来，形成了一种非常可移动、非常有力和微小的东西。”

研究人员说，FlyCroTugs的小尺寸意味着它们可以在舒适的空间中航行，而且离人相当近，这使它们在搜索和救援中非常有用。这些微型机器人在拖拽时紧紧抓住物体表面，可能会移动碎片或放置摄像机来评估危险区域。

从大自然中得到启示

与Cutkosky实验室的大多数项目一样，FlyCroTugs的灵感来自自然界。研究人员希望有一种快速、小型、高机动性的飞行器，但也能移动大载荷，他们把目光投向了黄蜂。

“黄蜂可以快速地飞到一块食物上，然后如果食物太重了，它们就会沿着地面拖着它。所以这是我们采取的方法的开始灵感，”卡特考斯基说，他是这篇论文的合著者。

研究人员阅读了关于黄蜂猎物捕获和运输的研究，确定了与飞行有关的肌肉与总质量的比例，决定了黄蜂是带着猎物飞行还是拖着猎物飞行。它们也跟随黄蜂的脚步，根据FlyCroTugs着陆的地点，有不同的依恋选择。

对于光滑的表面，机器人有壁虎爪。它们是一种非粘性粘合剂，模仿壁虎复杂的脚趾结构，通过在粘合剂和表面之间产生分子间作用力来保持粘连。对于粗糙的表面，这些机器人配备了32个微刺，这是一系列鱼钩状的金属刺，可以单独锁住表面上的小坑。

每个FlyCroTug都有一个带电缆的绞车，为了拖曳，可以使用微刺或壁虎粘合剂。除了这些固定的特性，它们还可以被高度修改。抓手的位置可以根据它们着陆的表面而变化，研究人员还可以添加用于地面运动的部件，比如轮子。根据研究人员的说法，把所有这些功能都放在一个高尔夫球重量两倍的小型飞行器上是一个不小的壮举。

“人们倾向于认为无人机是一种飞行和观察世界的机器，但会飞的昆虫还能干许多其他事情——比如行走、攀爬、抓取、建筑——群居昆虫甚至可以合作增加力量，”论文的高级作者弗洛里亚诺说。“通过这项工作，我们证明了能够固定在环境中并与其他无人机协作的小型无人机可以执行通常分配给人形机器人或更大的机器的任务。”

与世界互动

据卡特考斯基介绍，无人机和其他小型飞行机器人最近似乎很流行，但FlyCroTugs能够导航到偏远地点，锚定和拉动，属于一个更特定的细分市场。

他说:“世界各地有许多实验室开始研究小型无人机或飞行器，但如果你看看那些也在思考这些小型飞行器如何与世界进行物理互动的实验室，就会发现它们的规模要小得多。”

提供:斯坦福大学

研究人员可以用两个FlyCroTugs成功地打开一扇门。他们还让一只苍蝇飞到一座摇摇欲坠的建筑上，拉起摄像机往里面看。接下来，他们希望研究自动控制和同时飞行几架飞行器的后勤保障。

埃斯特拉达说:“制造这种汽车的工具越来越容易获得。”“我对越来越多地将这些附着机制纳入设计师的工具带的前景感到兴奋，使机器人能够利用与环境的相互作用力，并将其用于有用的目的。”

-由克里斯·瓦夫拉编辑，制作编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．查看更多控制工程机器人的故事．

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