David Zarrouk 博士，仿生和医疗机器人实验室主任 – 访谈系列

David 是内盖夫本古里安大学 ME 系的高级讲师（助理教授）、 仿生与医疗机器人实验室。 他的兴趣领域包括仿生学、微系统、微型机器人、灵活且光滑的交互、空间机器人、欠驱动和最小驱动机构以及理论运动学。

最初是什么吸引您进入机器人领域？

从孩提时代起，我就一直对机器着迷。 我一直在尝试建造它们，最终在获得机械工程学士学位后，我很高兴能够在内盖夫本古里安大学专注于开发可以在体内爬行的机器人。

 

你有博士学位。 在医疗机器人领域。 最令您兴奋的医疗机器人应用类型有哪些？

任何涉及可编程精度的应用都可能是机器人解决方案的候选者。 我过去研究过的两个机器人涉及在体内爬行并使用针进行脑部手术的机器人。

 

您创建的一个机器人名为“飞星”，它是一种爬行和飞行混合机器人。 这个机器人背后的灵感是什么？

STAR 机器人的伸展机制受到昆虫的启发，但包括轮子，结合了仿生生物和轮式车辆的优点。

建造飞星号背后有哪些挑战？

Flying STAR 不是常规的四轴飞行器，因为它改变机翼的方向，从而影响其总体控制动力学。 不同的设计变量一开始就具有挑战性，飞行模式到驾驶模式之间的过渡需要我们自己开发的独特部件。

 

飞星的多功能性给我留下了深刻的印象，它确实可以躲避障碍物、在障碍物下面爬行、在障碍物上方飞翔等等。您能讨论一下飞星是如何决定使用哪种交通方式的吗？ 它如何选择是在物体下方爬行还是飞越物体上方？

飞行之星最初是为搜索和救援目的以及最后一英里包裹递送而设计的。 我们正在开发算法，根据距离和能量需求以及障碍物的形状来确定何时飞行或驾驶。 仍在开发的决策算法将基于周围环境的摄像机映射。 如果开口足够高，可以在其下方爬行，FSTAR 将轻松穿过它。 不然的话，它会飞。 在具有挑战性的密闭空间（例如瓦砾）中可能仍然需要人类操作员。

 

当我看到微驱动可重构连续履带机器人的视频时，我的第一印象是，如果有摄像头掌舵，它将非常适合搜索和救援。 您设想这种机器人有哪些用例？

可重构的连续履带机器人主要是为了在瓦砾等困难地形中进行搜索和救援而开发的。 但它也可用于其他应用，例如挖掘、农业和在管道内爬行以进行工业维护。

您之前的项目之一是 SAW，一种最小驱动的可重构连续轨道机器人。 这个机器人背后的灵感是什么？

SAW（单致动器波浪）机器人最初的灵感来自于通过摆动尾巴游泳的微型生物体。 创造这个机器人非常具有挑战性。 尽管方程表明需要单个电机来产生波动运动，但以机械方式实现这种运动并不简单。 我在教授机械设计课程时找到了解决方案，并意识到弹簧的侧面投影是一个正弦函数，当弹簧旋转时该函数前进

您最终能将 SAW 制作得有多小？ 未来是否有可能出现类似大小的机器人，可以在人体内行走？

SAW机器人的主要用途是在体内爬行。 我们最新的设计宽度不到 1.5 厘米，能够在猪的肠道内爬行（离体）。 目前，我们正在寻求资金来开发在消化系统内爬行的小型机器人。 我们相信这是很有可能的。

 

我对你们的机器人的观察之一是，它们中的许多都是基于简单性。 当谈到机器人中的工作组件数量时，您是否有意尝试做到极简？

我们确实遵循简单的逻辑。 阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）有句名言：“一切都应该尽可能简单，但不能太简单”。 更少的组件数量意味着更好的可靠性、更长的工作寿命、更高的功率密度，并且更容易减小机器人的尺寸。

 

你目前在做什么？

在我的本古里安大学实验室，我们目前正在开展多个项目，其中包括对可以在体内爬行的机器人、用于农业应用的串行机器人以及一些小型搜索和救援机器人进行建模。

 

您还有什么想与我们的读者分享的吗？

我强烈鼓励父母和孩子参与机电一体化/机器人技术。 借助当今的技术，可以以低成本购买用户友好的组件（3D 打印机、arduino 控制器、电机、传感器等），并使用可用的家庭资源对其进行编程。 对于整个家庭来说，这可能是一项有趣的活动（尤其是在我们大部分时间都在家的时候）。 我还鼓励孩子们参与科学和使用计算机进行教育（而不仅仅是游戏）。

感谢您接受采访。 我真的很喜欢了解您设计真正创新机器人的独特方法。 想要了解更多信息的读者可以访问 仿生与医疗机器人实验室.