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  • 提供配置文件
  • 由Mark Cutkosky教授指导的仿生学和灵巧操作实验室，探索了机器人制造和自主仿生系统的各个方面，将分析、模拟和实验应用于机械手、触觉传感器和人机交互的力反馈设备的设计和控制。在制造业中，工作重点是用于快速原型的设计工具。其他应用包括带有嵌入式传感器、执行器和控制器的小型生物机器人。
产品组合

  • Stickybot

  • Stickybot是我们关于使用干附着性在垂直表面上移动要求的假设的一个体现。重点是我们需要可控的粘附。基本成分是:
    • 厘米、毫米和微米尺度的等级一致性，
    • 各向异性干粘合材料和结构，这样我们就可以通过控制剪切来控制粘合，
    • 分布式主动力控制，配合柔顺性和各向异性实现稳定。
    Stickybot三世
    Stickybot III是Stickybot平台的第三个迭代。它有四条腿，每条腿都有四个自由度，包括手腕的驱动，可以扩展到第一个平台的垂直攀爬之外。每个电机都有一个基于本地微处理器的伺服控制器。脚是可拆卸的，让我们可以交换我们的各种攀登技术。Stickybot III目前的爬升速度为5厘米/秒。这款机器人的鼻口长度为36厘米，尾部长度为40厘米。
    目标
    • 平台可靠，停机时间短。
    • 更自由的运动驱动，允许新的攀爬研究。
    • 可互换的脚。
    • 手腕的驱动使其超越垂直攀爬。

  • 当前的项目

    • 胶粘剂爬

    • 爬升垂直表面的可控，定向干粘合剂。研究包括StickybotIII和新的粘合剂和制造方法的持续发展。

    • 移动操作

    • 具有触觉感应的选择性柔顺、欠驱动的手。研究包括手和抓的分析和开发人工皮肤的压力，剪切和动态触觉传感器。

    • 磁流变兼容工具

    • 光纤被嵌入用于MRI干预的活检针中，以提供弯曲偏转和尖端力的实时测量。纤维将能量传输到记忆合金(NiTi)执行器，用于主动转向。

    • 可穿戴的触觉:

    • 反馈改变动态运动，如慢跑或散步，以减少受伤的机会或延缓骨关节炎的进展。项目包括动态步态分析和可穿戴传感器和反馈设备的开发。

    • 人类安全，以人为本的机器人

    • 开发设计工具和方法，以减轻意外的人机交互中的冲击损伤。项目包括与计算机科学系Oussama Khatib教授合作开发斯坦福安全机器人，将电容式皮肤传感器集成到机器人平台中，用于碰撞检测和碰撞后行为。

    • 柔顺性和阻尼可调

    • 基于电活性聚合物致动器的结构设计，具有电可调刚度和阻尼特性，用于动态系统。项目包括通过电气边界条件控制阻尼，通过设计几何和电气激活控制刚度，以及在悬停无人机上的应用。

    • 验布:

    • 仿生操纵、起落架和连接机构使小型无人驾驶飞行器能够在垂直和倾斜的表面上降落和栖息

  • Pearching:使用RiSE公司的粘附技术，可以在墙壁上降落和栖息的无人机

  • 一群小型无人驾驶飞行器悄无声息地飞进一座城市，在建筑物之间机动。它们在寻找降落地点时进行交流，不是在街道上或平坦的屋顶上，而是在建筑物的侧面和屋檐下，它们可以像蝙蝠或昆虫一样在安全而隐蔽的地方附着。在确定着陆点后，每个飞行员都转向一面墙，故意失速，当它开始下降时，用装有微型脊柱的脚附着在表面的小凸起上。利用螺旋桨和四肢的结合，飞行员可以沿着墙壁爬行，并重新定位以获得更好的视野。它们有一对相反的刺，能顽强地粘在一起抵御狂风，度过恶劣的天气。这些飞行者会停留数小时或数天，在监视该地区时几乎不消耗电力，也不发出声音。完成任务后，他们跳起来，再次腾空而起，为下一个任务做好准备。(从栖息的白皮书）

    • 栖息的无人机

    • 有时最好的降落地点是在墙上……

    • 投掷滑翔机降落和栖息

    • 泡沫芯滑翔机扔在粗糙的混凝土墙上。超声波传感器在约5米距离启动俯仰机动。着陆时，速度部分向前，部分垂直，在1-3米/秒之间。尽管在相当平静的条件下，30/40的投掷还是成功的。为了接合和抓住表面，我们使用了非线性悬架和Spinybot的特殊适应的带刺脚趾

    • 控制

    • 我们的控件基于Paparazzi开源控制器。到目前为止，我们已经用小型杂技飞机实现了稳定的悬停。下一步是在着陆后控制起飞…

  • 触觉

  • 手臂和手的触觉传感、可穿戴触觉反馈设备和mri兼容医疗设备的力传感等各种项目

    • 心脏病学应用光纤触觉传感的IFOS/NIH SBIR

    • 使用光纤传感器的消融导管的力和纹理传感。

      背景:心律失常
      心律失常是一种可以在一生中发生的心律异常。心率可能不正常，因为它可能跳动得太慢，太快或变得不规则。心律失常是导致住院的十大原因之一。

      导管消融治疗
      射频导管消融术是一种用于治疗心律失常的技术，心律失常是由心脏电系统紊乱引起的异常心律。大多数导管消融利用射频能量来加热特殊导管的尖端。导管消融破坏或中断部分电通路，导致心律失常。射频能量可产生直径约5- 7mm、深度约3- 5mm的小而均匀的坏死病灶。虽然导管消融已经彻底改变了心律失常的治疗，并成为一些电生理学家的一线治疗方法，但最近尚未确定能量输送的最佳方案[格林伯格,海恩斯］．心房颤动是一种疾病，在大约220万美国人中发现。据估计，2006年美国有30,000至35,000例房颤导管消融手术。

      需要接触力/触觉感应
      众所周知，消融尖端的接触压力(或力)是决定病变大小的关键因素之一[Haines, Muller]。这种接触压力对于冷冻消融(冷却消融)中病变的形成也是至关重要的[Weiss#1]。如果接触压力过低，消融需要很长时间才能烧到目标组织，而压力过高则会有穿孔风险[埃里克］．一项对8745名接受导管消融术的患者的大型调查报告的并发症率为6%，其中20%的并发症是由心脏穿孔引起的心包填塞[不错的］．这一比率在最严重的并发症中占最大比例。如果消融导管刺穿心脏，血液可能会流出心脏。如果有足够多的血液被困在包裹心脏的坚硬的纤维外衣里，血液就会压迫心脏，使其无法正常泵血。这被称为“心脏填塞”[人权组织］．任何心内导管都有血管穿孔的风险[波士顿］．

    • MRI-compatible触觉

    • 使用光纤传感器的mri兼容活检针的力和偏转传感

      背景:微创器械的操作
      操纵导管、针头和其他微创设备以达到肿瘤和其他目标是几乎所有mri引导干预的第一步。迄今为止，大多数关于MRI瞄准的研究都集中在使用MR成像目标，并规划介入设备的轨迹。

    • 步态再训练的触觉学

    • 项目使用触觉和其他实时反馈方式，以告知和训练受试者关于医疗应用的新型步行策略。

      我们正在使用触觉反馈，通过振动和皮肤拉伸，以及视觉和听觉反馈，来帮助训练新的走路策略。这项工作针对健康受试者和骨关节炎患者，以减轻关节负荷，预防或治疗骨关节炎。

      我们利用多模态触觉反馈来训练四自由度步态。4dof分别是脚进角和膝盖角(由振动电机实现)，躯干角(由皮肤拉伸装置实现)

    • 皮肤弹性

    • 在这个项目中，我们正在研究通过刺激浅表慢作用(SAII)机械感受器来增强振动的轻量化、低功耗设备。对于无阻碍的无线显示，皮肤拉伸特别有吸引力，因为它不需要太多电力;运动和速度可以很低。先前的研究表明，机械感受器对皮肤应变变化的反应迅速而准确，人类对前臂多毛皮肤上的切向力比正常力更敏感。然而，与其他触觉显示器相比，专注于皮肤拉伸的设备受到的关注相对较少。

    • 便携式皮肤拉伸器

  • 海底钻机:水下机器人

  • BDML正在与一家挪威钻井公司Seabed Rig合作开发一种水下多用途手。这只手将被要求在自主水下钻机中执行各种任务。主要目的是为监测钻井平台的海平面人员提供应对突发情况的能力;例如，移除弯曲/断裂的钻杆，将散落的液压电缆移出危险的地方，或在修复/重新连接过程中定位物体。

    这种非结构化的任务描述要求手在抓取不同物体的能力上具有极强的适应性。此外，手将在远程位置长时间操作，这要求它非常坚固。这些要求使我们专注于三指欠驱动设计。欠驱动降低了执行器的复杂性和数量，以帮助实现鲁棒性的目标，同时帮助手被动地适应各种各样的对象。