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自主章鱼机器人是第一个3d打印完全软机器人

一款3d打印的软体机器人被戏称为“章鱼机器人”,它可能是新一代完全柔软、不系绳的自主机器的第一个例子。

软机器人可能会彻底改变人类与机器的互动方式,但研究人员长期以来一直在努力打造完全兼容的机器人。

电力和控制系统,如电池和电路板是刚性的,到目前为止,软体机器人要么被拴在一个板外系统上,要么被安装了硬部件。

参与该项目的哈佛大学的罗伯特·伍德(Robert Wood)说:“软机器人领域的一个长期愿景是创造完全柔软的机器人,但一直存在的困难是用类似的软系统取代电池和电子控制等刚性部件,然后将它们组合在一起。”

“这项研究表明,我们可以轻松制造一个简单的、完全柔软的机器人的关键部件,这为更复杂的设计奠定了基础。”

詹妮弗·a·刘易斯教授也参与了章鱼机器人的开发,她说:“通过我们的混合装配方法,我们能够以快速的方式3D打印出软机器人体内所需的每个功能组件,包括燃料存储、动力和驱动。”

“章鱼机器人是一个简单的体现,旨在展示我们的集成设计和添加制造策略,以嵌入自主功能。”

尽管章鱼没有内部骨骼,但由于它们的力量和灵巧,章鱼一直是软机器人的灵感来源。

哈佛大学的章鱼机器人是气动的,在压力下由气体提供动力。机器人内部的反应将少量的液体燃料(过氧化氢)转化为大量的气体,这些气体流入章鱼的手臂,使它们像气球一样膨胀。

“软机器人的燃料来源一直依赖于某种类型的刚性部件,”迈克尔·韦纳(Michael Wehner)说,他是一篇有关该设备的论文的共同第一作者。“过氧化氢的奇妙之处在于,这种化学物质与催化剂(在这种情况下是铂)之间的简单反应,使我们能够取代刚性电源。”

为了控制反应,该团队使用了最近开发的微流体逻辑电路,这是一个简单电子振荡器的软模拟物,可以控制过氧化氢在章鱼体内何时分解为气体。

“整个系统制作起来很简单。通过结合三种制造方法——软光刻、模压和3D打印——我们可以快速制造这些设备。”研究章鱼机器人的研究生Ryan Truby说。

装配过程的简单性为更复杂的设计铺平了道路。接下来,哈佛团队希望设计出一种能够爬行、游泳并与环境互动的章鱼机器人。

“这项研究证明了一个概念,”特鲁比说。“我们希望我们创造自主软机器人的方法能激励机器人专家、材料科学家和专注于先进制造的研究人员。”

2015年12月,E&T仔细查看了一下软机器人以及它们对机器人技术的未来意味着什么。

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