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机器狗通过模仿哺乳动物实现卓越陆地及水中运动能力

本站发布时间:2025-08-03 03:34:02
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现有两栖机器人主要受爬行动物或昆虫启发,通常在敏捷性、动力性能和负载能力方面存在局限。以狗的游泳方式为蓝本设计两栖机器人,使其能够轻松实现水陆过渡,并克服了昆虫启发型设计的诸多挑战。

该两栖机器人为环境研究、军用载具、救援任务等未来应用领域铺平了道路。

为增强水中机动性,这款两栖机器狗配备了独特的划水机构,其设计模仿了狗的游泳动作。通过精密设计其结构(包括精确的重量与浮力平衡),确保稳定高效的水中性能。

团队开发并测试了三种不同的划水步态:

  • 两种优化速度与推进力的狗刨式划水方案
  • 一种小跑步态划水模式,专为提升水中稳定性设计

经大量实验验证,狗刨式方法在速度方面表现最优,最高水中速度达0.576公里/小时,而小跑式则侧重稳定性。在陆地上,两栖机器狗速度可达1.26公里/小时,实现水陆环境的通用机动能力。

"这项创新标志着仿生机器人设计迈出重大一步,"该研究通讯作者李云泉表示。

"我们机器狗之所以能高效穿梭于水陆环境,归功于其仿生轨迹规划技术——精准模拟了真实犬类的自然划水步态。双关节腿部结构和三种不同划水步态解决了先前存在的游泳速度慢、步态规划不切实际等局限,使机器狗在水中更加高效。"

Story Source:

Materialsprovided byIOP Publishing. Original written by Kate Giles.Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Jingting Qu, Qingqian Cai, Frank E Fish, Yunquan Li, Ye Chen, Yong Zhong, Jiutian Xia, Shiling Fu, Wenhao Xie, Haohua Luo, Sengyuan Lin, Yonghua Chen.Amphibious robotic dog: design, paddling gait planning, and experimental characterization.Bioinspiration & Biomimetics, 2025; 20 (3): 036012 DOI:10.1088/1748-3190/adcd1b

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