设计灵感源于人类颈部肌肉构造。
YouTube用户Will Cogley近日发布新视频，展示其最新研发成果 —— 一款仿生机器人颈部。作为拥有13.7万订阅者的机电一体化工程师，Cogley对电子动画机械（Animatronics）技术有着特殊热情。该领域融合动画与电子技术，致力于打造能模拟生物行为的机器人装置，常能实现令人惊叹的逼真效果。
据透露，这款颈部设计融合人体解剖学与斯图尔特平台原理，通过六个微型线性致动器连接头部与肩部，实现高度拟真的运动能力。
人体启发的颈部构造
Cogley此前已创造出一系列引人注目的电子动画机械作品，从逼真眼球到3D打印心脏不一而足。其研发的眼球装置可实现全方位转动，且每片眼睑均可独立眨动，为电子动画机械编程提供了丰富的拟真眼部运动可能。
2024年，这位创作者推出全3D打印机器人头部，配备逼真硅胶皮肤。该作品完美结合工程精度与艺术表现力，彰显电子动画机械技术、3D打印与开源设计的进步。通过14个伺服电机驱动，该头部可实现扬眉、唇语同步甚至精确舌部动作等丰富面部表情，营造出超现实的真实感。
最新突破：拟真颈部
在近期视频中，Cogley通过添加机器人颈部进一步升级设计。受人类颈部肌肉布局（其结构与斯图尔特平台相似）启发，他开发出由六个微型线性致动器连接头部与固定式肩部基座的电子动画颈部。
试错中前行
编程方面，Cogley全程使用Python语言编写逆运动学算法。这意味着只需输入目标头部位置，程序即可自动计算各线性致动器的必要运动轨迹。通过定制电路板系统，PC端可分别管理电源分配（为颈部和面部电机提供不同电压）与电机数据控制。
研发过程中，Cogley曾面临拟真外观与斯图尔特平台几何结构优先级的矛盾，导致颈部运动生硬。为此，他创新性地引入模仿人类构造的柔性人工脊柱 —— 通过3D打印刚性椎骨与柔性椎间盘连接，经优化后成功实现稳定且灵活的支撑结构。
这项突破性设计或将为未来人形机器人发展提供新方向。
对于这位工程师的下一项发明，您有何期待？
