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人造肌肉灵巧得足以抓住花朵

         小号马萨诸塞州的科学家 技术研究所和哈佛大学已经开发了各种折纸启发的人造肌肉,可以提升自己的体重千倍以上,而且灵巧得足以抓住和抚养一朵娇嫩的花朵。
  
  “国家科学院院刊”中介绍的这种装置为柔性机器人提供了一种超强度的新方法,可以在我们身体内部到外太空的任何地方使用。
 
人造肌肉
  
  历史上,机器人是由金属和其他硬质材料制成的,因为它给了他们力量。但是机器人也需要用柔软,灵活的部件来处理难以到达的地方,在不可预测的环境中行驶,并安全地与人交流。(例如,考虑用钢制手柄握住机器人的危险。)
  
  所以科学家们越来越多地试图用软件制造机器人。在早些时候,这些位被降级到硬机器人的外部,基本上作为填充。但是研究人员正在越来越多地构建机器人,其他关键部分都是软的 - 最近还创造了一种章鱼式的机器人。
  
  机器人学家,计算机科学与人工智能实验室主任,机器人学家丹尼拉·罗斯(Daniela Rus)说:“我们对柔性机器人很感兴趣,因为它们是安全的,因为它们是合规的,因为它们可以处理不确定性。研究的高级作者。“相对来说,它们非常健壮,易于控制。”
  
  但软体机器人存在一大缺点:与用硬材料制造的机器人不同,它们不完全是力量提升者。
  
  罗斯说:“我们所需要的是具有强度的柔软,安全,兼容的机器人,具有现在可以用硬体系实现的特性。“这样我们就有两全其美了。”
  
  罗斯和她的同事们利用折纸技术解决了这个问题,这些技术最近被证明对制造多种机器人有用。(一个这样的机器人RoboBee,由哈佛高级作家罗伯特·伍德(Robert Wood)率先开创。)折纸技术有可能以低成本生产许多复杂的设计,因为它们使用少量的材料和令人惊讶的简单工艺。
  
  对于这项工作,科学家们使用折纸技术来创造肌肉般的结构,可以给肢体灵活性,但仍然允许它移动,而不需要任何硬件。
  
  他们设计了折叠结构,特别是当它们被压缩时缩短,卷曲,扭曲或弯曲成特定的形状。研究人员将这些长长的折叠结构封在一袋聚合物“皮肤”中,并用空气或其他液体填充。当真空吸出流体时,折纸结构挤压在一起,扭曲成由其折叠模式确定的形状。
  
  研究人员发现,一些折纸肌肉可能会挤压到原来的十分之一,或者提升到自身重量的一千倍。它们可以产生与哺乳动物肌肉每单位面积大约六倍的力。
  
  每个折叠图案只能以一种方式移动,但是罗斯说,像折纸瑞士军刀这样的多功能机器人可以将许多不同的图案连接在一起。
  
  这种机器人肢体可以在很小的尺度上使用,也许可以在我们身体内部进行修复工作。它们可以用于大规模的外太空建筑。它们可以使穿戴式外骨骼起重物体,或者被送到深海环境探测。他们甚至可以做一些看似平凡的工作 - 比如把一大箱牛奶或一串葡萄拿起来,而不用挤压它们。
  
  这位科学家说,一个更为人性化的概念证明可以在接下来的建立清单上进行。
  
  “我想做一头大象,”罗斯笑着说。“或者也许是小象。”
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点击次数:  更新时间:2017-12-04 13:58:52  【打印此页】  【关闭