生长型机器人可在地面和地下环境中导航，也可穿过土壤等致密介质。它们也可以避开和穿过不可预测的障碍，在不同地形中机动。它们通过内在束缚解决能量供应问题。

 

      尽管有这些创新，但是利用增材制造实现有效运动的生长型机器人在非结构化 3D 环境中仍面临挑战。它们的机械负载有限，跨越空隙的能力也有限。另外，生长型机器人目前在面对不可预测环境中的自主决策能力也较弱。

 

        相比之下，某些生物可以在具有挑战性的环境中行动，它们有细长的负载体和一个决策端点。植物就是一个例子，它们在变化多端的环境中展现定向生长和对环境线索的适应。

 

      如果模仿植物的感知和驱动机制，将有利于生长型机器人的形态适应。这将实现其在 3D 空间的自适应扩展，绕过支撑，穿过空隙，并根据环境微调几何形状和机械性能。然而，这种由在线多感知驱动的自适应运动的生长型机器人还有待进一步探索。

 

      FiloBot是由意大利技术研究所（Istituto Italiano di Tecnologia）的科学家在埃马努埃拉-德尔多托雷（Emanuela Del Dottore）的领导下开发的一款机器人。其研究成果***近已在《科学机器人学》（Science Robotics）杂志上发表。通过相关视频，我们可以看到FiloBot**的延时生长过程。

 

       FiloBot的设计灵感来源于攀援植物的生长方式，它能够像攀援植物的卷须一样，根据光源和重力的变化来调整自己的生长方向。这种设计使得FiloBot能够在复杂且难以预测的环境中有效导航，特别是在非结构化的环境中，如密集森林或杂乱区域。为了实现这一功能，FiloBot采用了添加制造技术，特别是熔融沉积建模，来构建其生长结构。

 

      FiloBot的结构由三部分组成：一个锥形头作为顶部、一个电源/基站作为底部，以及一个作为茎状体的中间部分。随着生长过程的进行，茎状体会逐渐变长。然而，这个生长过程并非简单的添加材料。

 

     FiloBot通过其头部从基站上的线轴上拉取3D打印热塑塑料丝。这些塑料丝穿过头部的加热挤出机，挤出机会相对于机器人机身缓慢旋转。这样，机器人就能够通过连续盘绕的熔融塑料层来构建自己的身体，这些塑料层在冷却后会紧密粘合。

 

本文摘自：网络  日期：2024-02-15

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