哈佛大学研制出“丑陋”的海胆机器人

可能你没见过海胆，但是至少知道它长这样子。

在本周的IROS 2019展会上，哈佛大学的机器人专家受海胆启发，研发了海胆机器人，该机器人“结合了海胆特有的特征”，由气动或液压驱动，无需系绳即可操作。可以说，海胆机器人也是仿生机器人的一种，但是即使如此，UrchinBot绝对是我们见过的最怪异的机器人之一。

海胆是一种刚柔并济的圣物

在海洋中，如果有你觉得有堆东西显得很怪异，那可能是海胆。

海胆是一种有趣的生物，它刚柔并济，外壳覆盖着坚硬的活动脊柱，内部遍布柔软的管状附件，其作用类似于人类的腿和脚的组合。

海胆靠着这两个附件移动，尽管它们可能并不快，但它们可以潜入在海洋各个角落和缝隙中，这对于机器人的研究可能是有价值的功能。

UrchinBot可以说是一种仿生机器人

相比成年海胆的复杂性，哈佛大学研究员选择从模仿幼儿海胆入手。

UrchinBot体长230mm，身体有五个柔性管脚（绿色结构）和十个刚性活动脊柱。这些附件由机器人体内的软执行器驱动，使其沿特定方向拉动或旋转。

所以，物理上的相似之处令人震惊，但不仅限于美学，研究人员强调，海胆机器人的设计特别注意精确复制海胆的特征，包括外观和运动方式。

在海洋中，海胆用这种棘刺来保护自己，移动并将自己塞入缝隙中。UrchinBot模仿了海胆棘刺，每个脊柱都通过球窝接头连接到身体，并且围绕关节的三个气动圆顶的三角形会膨胀，以沿不同方向推动脊柱。所有的圆顶都在机器人内部相互连接，这意味着不能单独操作棘刺，并且每当棘刺移动时，都会获得令人满意的对称旋转运动。当它们在UrchinBot所在的表面上旋转时，机器人会朝相反的方向缓慢转动。

海胆会通过排泄自身胶粘到表面的粘性物质，然后排出想要移动的溶解胶的酶。UrchinBot无法排泄物质，所以改为使用可伸缩的脚趾磁铁，只要机器人在铁质表面上移动，它们都能很好地工作。当管脚膨胀时，它们向外移动并向下倾斜其尖端，在足够的压力下，脚趾磁体弹出并粘附。然后UrchinBot反转其液压系统，将管脚吸回，将自身拉向粘附点，并在磁铁到达那里后再次弹出。

UrchinBot的主体其他部分都被泵、阀门和电子设备占用，从而使其可以完全不受束缚地在陆地和水下运行。如下视频：

实验证明，UrchinBot的脊椎表现出的运动范围与实际的海胆如出一撤。

管脚可以达到6：1的延伸比例，这与幼儿海胆的10：1比例相当接近，但远小于成年海胆，成年海胆可以将其管脚延伸到50：1的比例。

当然UrchinBot的速度不如海胆快，比幼儿海胆要慢很多，速度仅为成年海胆的一半，最高速度为6毫米/秒，即每秒0.027体长。

UrchinBot还是可以清洁的水下机器人

如果只是仿生机器人，那么UrchinBot只要长得像海胆就行了。

但是UrchinBot不仅是仿生机器人，它可以深入水下进行清洁和检查应用，尤其在污垢严重的情况下，比一般的水下机器人更好用。

对于UrchinBot的升级，首先是为其装备更多的执行器，使其能够自主行动，从而单独执行任务。

近期，尽管UrchinBot可能无法找到合适的应用范围，但它可以作为试验台来帮助研究人员确定物理特征和控制技术，从而可能产生新型的更加通用和有效的水下机器人。

目前的水下机器人大部分用于潜水拍摄照片和视频，清洁类的水下机器人对于环境保护起着重要作用。