套上這個殼，手機自己“跑步”去充電

編者按：本文來自微信公眾號“量子位”（ID:QbitAI），作者：賈浩楠，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。

周末好不容易休息，癱在床上的你連給手機充電都懶得動……

可以滿足你！首爾國立大學生物機器人實驗室開發(fā)出了“進擊的手機殼”CaseCrawler，帶有6個機械腿，可以“一路小跑”到無線充電設(shè)施旁邊，充電完成后再跑回你的身邊。

手機殼底下帶有6個“小短腿”，跑起來的擺動頻率很高：

這個小東西“腿長”1.6cm，可以輕松爬上和自己的腿一樣高的障礙物：

整個小機器人沒有裝到手機殼上時自重約23克，在負重300克（自重的13倍）的情況下，還能以每秒21cm的速度前進：

不光能能自己跑去充電，回來時還能順手幫你捎咖啡餅干，真的是省心又貼心的生活小助手。

所以說，人類的懶惰才是科技學技術(shù)進步的第一驅(qū)動力。

這句話一點沒錯。

帶有機械腿能夠自行前進的微型機器人其實并不罕見，很多團隊都開發(fā)出了相應(yīng)產(chǎn)品。但這些機器人整體結(jié)構(gòu)是不規(guī)則的，無法整合進一個手機殼中。

CaseCrawler的技術(shù)最大的亮點在于它的機械腿，在靜止時可以伸展放平，從變速箱向腿部傳送動力的齒輪組厚度只有1.5毫米，但輕薄的機械結(jié)構(gòu)卻相當結(jié)實。

機械腿工作原理跟人類的腿差不多，有一個膝關(guān)節(jié)單向向前彎曲，一組多連桿（通過變速箱齒輪箱連接到電機上）將腿部推向地面。

關(guān)鍵設(shè)計是由曲柄滑塊機構(gòu)和可伸展收縮的腿部關(guān)節(jié)與各向異性的著地腿，組成的簡化運動鏈。

連接在腿部關(guān)節(jié)上的各向異性腿只在前行（向下用力）時向地面?zhèn)髁?；在上行時膝關(guān)節(jié)被動彎曲，避免向后發(fā)力。

運動鏈的一部分為曲柄滑塊機構(gòu)，將電機的扭矩傳遞給其余部分。因此，在重復(fù)伸長和縮回的同時，實現(xiàn)了其余部分的擺動運動。

此外，設(shè)計的運動鏈在一個整體平面內(nèi)運動，通過最大限度地減少關(guān)節(jié)的橫向變形，實現(xiàn)了高效載荷能力。

機器人包含兩臺電機（MK07-1.7，DIDEL）；每臺電機負責驅(qū)動機器人兩側(cè)的支腿，兩個電機的轉(zhuǎn)速差實現(xiàn)了機器人的轉(zhuǎn)向。

三個3:1的小齒輪串聯(lián)放置，使高度降到最低，因此齒輪比為27:1。機身采用SCM工藝，盡量降低高度，并在上面鋪設(shè)安裝運動鏈的溝槽。

運動鏈由曲柄滑塊和支腿鏈組成，用于將電機的扭矩傳遞給各向異性的支腿。曲柄滑塊和可展開的腳鏈由PET(0.25T)和織物組成的單層板制造。

滑塊堆疊在兩個平行的平面之間，作為滑塊的線性導軌；這些導軌產(chǎn)生平滑運動。因此，在完全縮回的狀態(tài)下，形成一個厚度為1.5毫米的平板體(不含齒輪箱)。

鏈節(jié)的設(shè)計滿足運動學約束，要求關(guān)節(jié)的運動范圍(ROM)為0到90度。最小角度設(shè)置為0度，保持在初始狀態(tài)下的緊湊；最大角度設(shè)置為90度，防止結(jié)構(gòu)被破壞。

曲柄滑塊和腿部鏈接是耦合的，因此，它們應(yīng)該被一起計算。由關(guān)節(jié)角的兩個遠端條件，運動學約束可寫成：

其中變量l1表示曲柄連桿滑塊的長度。,l2是連桿長度，l3是滑桿長度，l4、l5是腿部鏈接裝置的高度，h是機體高度，L是輸入齒輪和關(guān)節(jié)之間的長度。

目前，CaseCrawler機器人還是通過遙控器來人為操控，能做到的事情也不過是行走和負重。

但研發(fā)團隊給出了下一步研究計劃，解釋了這個小東西的巨大潛力。

未來，研究團隊計劃把機器人與手機的各種傳感器互聯(lián)，比如攝像頭、陀螺儀等等，將機器人作為一個多功能載荷平臺，進入十分狹小的環(huán)境中進行拍攝和其他作業(yè)。

而將目標識別等AI模型搭載在機器人的步態(tài)和路徑選擇算法上則可以進一步提高CaseCrawler的實用性，真正實現(xiàn)不需要人手操作的全自動尋路。

第一作者Jongeun Lee，韓國蔚山科技大學助理教授，首爾國立大學生物機器人實驗室研究員。

指導老師Kyu-Jin Cho，首爾國立大學機械與航天工程副教授，軟機器人研究中心主任和生物機器人實驗室主任。他的研究興趣包括仿生機器人，軟機器人，軟性可穿戴設(shè)備，使用智能結(jié)構(gòu)的新穎機制以及康復(fù)和輔助機器人。

https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/robotics-hardware/casecrawler-adds-tiny-robotic-legs-to-your-phone