访谈
大卫·扎鲁克博士，生物启发和医疗机器人实验室主任 – 采访系列
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大卫是内盖夫本古里安大学机械工程系的高级讲师（助理教授），也是生物启发和医疗机器人实验室的主任。他的兴趣领域包括仿生学、毫米系统、微型机器人、柔性和滑溜的相互作用、太空机器人、欠驱动和最小驱动机构以及理论运动学。
是什么最初吸引你进入机器人领域的？
从小，我就对机器产生了兴趣。毕业于机械工程专业后，我很高兴能够在内盖夫本古里安大学专注于开发能够在人体内爬行的机器人。
您拥有医学机器人博士学位。您最为激动的医学机器人应用类型是什么？
任何需要精确编程的应用都可能成为机器人解决方案的候选者。过去，我曾参与开发过两种机器人，它们可以在体内爬行并使用针头进行脑部手术。
您创建的一个机器人叫做飞行之星，它是一种混合爬行和飞行机器人。是什么启发了您创造这个机器人？
STAR机器人的展开机制受到昆虫的启发，但也包括轮子，这结合了生物启发式生物和轮式车辆的优势。
建造飞行之星的过程中遇到的挑战是什么？
飞行之星并不是一架普通的四轴飞行器，因为它改变了其机翼的方向，这影响了其整体控制动力学。不同的设计变量一开始很有挑战性，而从飞行到驾驶模式的转换需要我们自己开发的独特部件。
我对飞行之星的多功能性印象深刻，它可以躲避障碍、在下面爬行、飞过它们等等。您能否讨论飞行之星如何决定使用哪种交通方式？它如何选择是在物体下面爬行还是飞过？
飞行之星最初被设计用于搜索和救援以及最后一公里的包裹递送。我们正在开发算法来确定何时飞行或驾驶，基于距离、能量需求以及障碍的形状。决策算法仍在开发中，将基于相机对周围环境的映射。如果一个开口足够高，可以在下面爬行，FSTAR就会简单地驱驶通过它。否则，它将飞行。在具有挑战性的封闭空间（如碎石）中，可能仍需要人工操作员。
当我看到最小驱动可重构连续轨道机器人的视频时，我的第一印象是，如果它带有摄像头，就非常适合搜索和救援。您为这种机器人设想了哪些用例？
可重构连续轨道机器人主要被开发用于搜索和救援目的，在困难的地形中，如碎石。但它也可以用于其他应用，如挖掘、农业和在工业维护中爬行管道。
您之前的一个项目是SAW，一种最小驱动可重构连续轨道机器人。是什么启发了您创造这个机器人？
SAW（单一驱动波）机器人最初受到微小生物体的启发，这些生物体通过波动其尾巴来游泳。创建这个机器人非常具有挑战性。尽管方程式表明只需要一个电机来产生波动，但从机械上实现这种运动并非简单。我在教机械设计课程时找到了解决方案，当时我意识到弹簧的侧投影是一个正弦函数，当弹簧旋转时会前进。
SAW机器人可以做多小？是否有可能在未来创建一个类似的机器人，可以在人体内行进？
SAW机器人的主要目的是在体内爬行。我们的最新设计宽度不到1.5厘米，它能够在猪的肠道（体外）中爬行。目前，我们正在寻求资金来开发更小的机器人，以便在消化系统中爬行。我们相信这是非常有可能的。
我从您的机器人中观察到的一件事是，它们中的很多都是基于简单性的。您是否故意在机器人中使用最少的工作部件？
我们遵循简单性的逻辑。阿尔伯特·爱因斯坦曾说：“一切都应该尽可能简单，但不能过于简单。”部件越少，意味着可靠性越好，使用寿命越长，功率密度越高，也更容易减小机器人的尺寸。
您目前正在从事什么项目？
在我的内盖夫本古里安大学实验室中，我们目前正在从事多个项目，包括模拟可以在体内爬行的机器人、用于农业应用的串联机器人和一些用于搜索和救援的小型机器人。
您还想与我们的读者分享什么？
我强烈鼓励父母和孩子参与机电一体化/机器人领域。利用今天的技术，可以以低成本购买用户友好的部件（3D打印机、Arduino控制器、电机、传感器等），并使用家庭资源对其进行编程。这可以成为全家一起的有趣活动（尤其是在这个大多数人呆在家里的时期）。我还鼓励孩子们参与科学和使用计算机进行教育目的（不仅仅是游戏）。
感谢您的采访。我很享受学习您独特的机器人设计方法。希望了解更多的读者可以访问生物启发和医疗机器人实验室网站。
