田野、山坡和葡萄园遍布着巨型机械昆虫,这似乎是总部位于佐治亚州亚特兰大的初创企业“地面控制机器人”(Ground Control Robotics)描绘的未来景象。如果这些农业机械虫失控,我们是否会面临类似《地平线:零之曙光》的反乌托邦灾难?先别急着下结论。

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该公司正在研发一种酷似巨型机械蜈蚣的装置,承诺彻底改变农作物管理方式。优势在于可能大幅减少除草所需的化学药剂,而弊端呢?想象田间爬满机械虫群的画面吧!

为何选择蜈蚣形态设计?答案在于机动性。“我们希望机器人能尽可能贴近作物作业,”该公司创始人、佐治亚理工学院教授丹·戈德曼(Dan Goldman)向《IEEE》解释道,“同时避免笨重机器对农田造成破坏。”

在典型农业环境中,特别是坡地葡萄园等地面崎岖的多年生作物区,相比平坦规整的季节性农田,机器人作业面临巨大挑战。感知环境并应对近乎无限且难以预测的地形反作用力,是极其复杂的难题。而这些机械昆虫巧妙地规避了这个问题。

“完全无需传感系统也能实现可靠运动,”戈德曼指出,“关键在于足够多的足部。”最终成型的机器人采用分段式躯体、多足结构以及触须状传感器,其外形与运动姿态确实与蜈蚣如出一辙。

“我们创新设计了将驱动力从机器人中轴线转移至两侧的线缆传动系统,”戈德曼解释道,“通过精确调试,机器人能从刚性状态转变为单向柔顺状态。这种转变效果近乎魔法,它能在零算力支持下穿越任意复杂地形。”

目前该公司正推进实地农场试点项目,以优化机械虫的移动与传感能力。从当前原型阶段到未来田间大规模除杂草作业还需多久尚不明确。理论上,这种高机动性机器人还可应用于救灾乃至军事等领域,前景广阔

唯一的小障碍在于:人类进化形成的本能让我们对爬行生物天然抵触。因此即使一切按计划完美运行,这些机械生物若真成为日常景象,恐怕仍需时日适应。


文章标签: #农业 #机器人 #创新 #机械 #科技

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