一种用于碰撞韧性与接触反应式栖息的软体空中机器人

与生物对应物相比，当前空中机器人在非结构化环境中的交互能力有限，例如无法容忍碰撞，以及无法在未知形状、尺寸与纹理的物体上成功着陆或栖息。为引入柔顺性所做的努力引入了在外部加装机械冲击保护的设计，但因增重而牺牲了敏捷性与飞行时间。本工作中，我们提出并开发了一种轻量、可充气、软体空中机器人 (SoBAR)，其可通过气动方式改变身体刚度以实现内在碰撞韧性。与传统刚性空中机器人不同，SoBAR 成功展示了其反复承受并从多方向（不限于平面内）碰撞中恢复的能力。此外，我们利用其能力展示栖息，其中三维碰撞韧性有助于提高栖息成功率。我们还为 SoBAR 增配了一种新颖的基于混合织物的双稳态 (HFB) 抓取器，其可利用冲击能量通过快速形状贴合能力实现接触反应式抓取。我们详尽研究并提供了 SoBAR 配 HFB 抓取器在碰撞韧性、冲击吸收与操作能力方面的见解。最后，我们通过碰撞表征、抓取辨识以及在不同场景与不同形状物体上的碰撞韧性与栖息实验验证，比较了常规空中机器人于 SoBAR 的性能。