佐治亚理工学院的树懒机器人行动缓慢，以节省能源进行环境监测

对于环境监测、精准农业、基础设施维护和某些安全应用来说，慢速和节能可能比快速和总是需要充电更好。这就是佐治亚理工学院的“树懒机器人”发挥作用的地方。

SlothBot由一对光电板提供动力，并被设计在森林树冠上连续停留数月，只有在必须测量环境变化时才会移动——比如天气和环境中的化学因素——这些变化只有在长期存在时才能观察到。上个月，在国际机器人技术与自动化会议(ICRA)，它可能很快就会在亚特兰大植物园的树顶电缆间游荡。

“在机器人技术方面，我们似乎一直在推动更快、更敏捷和更极端的机器人，”他说马格努斯Egerstedt史蒂夫·w·查迪克(Steve W. Chaddick)学校电气与计算机工程学院主席佐治亚理工学院也是Slothbot的首席研究员。“但有很多应用不需要快速。你只需要长时间坚持在那里，观察发生了什么。”

设计的耐力

基于Egerstedt所称的“慢速理论”，研究生研究助理Gennaro Notomista和他的同事Yousef Emam一起设计了SlothBot，使用3d打印的部件来制作齿轮和电线转换机制，这些部件需要在树上的电线网络中爬行。Notomista说，对于一个电线爬行机器人来说，最大的挑战是在不掉下来的情况下从一根电缆切换到另一根。

他说:“挑战是在抓住一根电线的同时，要平稳地抓住另一根。”“这是一个棘手的策略，你必须做得正确，以提供故障安全过渡。最大的挑战是确保开关在很长一段时间内都能正常工作。”

机械上，SlothBot由两个由铰链连接的物体组成。每个车身都有一个驱动电机，与轮辋相连，轮辋上装有轮胎。使用轮子来移动很简单，节能研究人员说，这种移动方式比其他基于电线的移动方式更安全。

到目前为止，树懒机器人在佐治亚理工学院的一个电缆网络中运行。接下来，一个新的3d打印外壳——使机器人看起来更像一只树懒——将保护电机、齿轮、驱动器、相机、计算机和其他部件免受风雨的影响。这将为在亚特兰大植物园对树冠进行长期研究奠定基础，埃格斯泰特希望游客们最早在今年秋天就能看到树懒机器人监测树冠状况。

缓慢而稳定的灵感

树懒机器人的名字并非巧合。现实生活中的树懒是生活在南美和中美洲丛林树冠上的小型哺乳动物。这些动物靠吃树叶为生，每天的热量相当于一个小土豆。由于新陈代谢缓慢，树懒每天休息多达22个小时，很少从树上下来，它们可以在那里度过一生。

“懒惰的生活是非常缓慢的,没有很多的兴奋在日常工作的层面上讲,”Jonathan泡利说,副教授的森林和野生动物生态学威斯康星大学麦迪逊分校,征询了佐治亚理工学院的团队项目。“非常慢的生命史的好处是，你真的不需要很多能量输入。你可以在很长一段时间内用很少的能量投入在一个有限的区域内持续很长时间。”

这正是研究人员对树懒机器人的期望，这种机器人的研发得到了美国海军研究办公室的资助。

埃格斯泰特说:“对于茂密的树木覆盖区域下实际发生的情况，我们知之甚少。”“大多数时候，树懒机器人只是在那里闲逛，偶尔它会移动到阳光充足的地方给电池充电。”

主题演讲|演讲者|参展商|注册

和真正的树懒一起测试

研究人员还希望在哥斯达黎加的可可种植园测试树懒机器人，那里已经是真正的树懒的家。

埃格斯泰特说:“用来移动可可的电缆已经成为树懒的高速公路，因为动物们发现它们四处走动很有用。”“如果一切顺利，我们将沿着电缆部署树懒机器人来监控树懒。”

埃格斯泰特以驱动小型轮式或飞行机器人的算法而闻名。但在访问哥斯达黎加期间，他对树懒产生了兴趣，并开始与佐治亚理工学院交互计算学院的罗恩·阿金教授一起研究他所谓的“缓慢理论”。该理论利用了能源效率的好处。

“如果你在做环境监测之类的事情，你会想要在森林里待上几个月，”埃格斯泰特说。“这改变了你在高水平上看待控制系统的方式。”

想着运动模式

飞行机器人已经被用于环境监测，但它们的高能量需求意味着它们不能逗留太久。轮式机器人可以用更少的能量通过，但它们可能会陷在泥里或被树根阻碍，不能从地面上看到全景。

“最消耗能量的是运动，”Egerstedt说。“移动比感知或思考要昂贵得多。对于环境机器人，你应该只在绝对必要的时候移动。我们必须思考那将会是什么样子。”

对于研究各种野生动物的保利来说，与埃格斯泰特一起帮助树懒机器人活过来是一件令人满意的事情。

他说:“能看到一个受树懒生物学启发的机器人，真是太棒了。”“分享树懒和其他长期生活在这些生态系统中的生物是如何生活的，这很有趣。看到机器人反映出我们在自然生态社区中看到的东西将是很有趣的。”

这项研究是由美国海军研究办公室通过拨款N00014-15-2115资助的。内容完全由作者负责，并不一定代表ONR的官方观点。

---

了下:机器人的报告

---