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机器人终于有“肌肉”了 它居然还能反复自愈

导读: 长久以来,机器人专家一直试图用柔软材料制造机器人,但这往往与当初制造机器人的目的相违背。柔软反而无法很好地执行任务。但布鲁塞尔自由大学研究者们创造出的软体机器人却能在“受伤”时完成“自愈”。

钢筋铁骨般的机器人,你喜欢吗?

在电影《机械姬》中,制造出全智能系统和超仿真机器人的科学家面对性能完备的机械骨骼,并没有满足,而是耗时良久,试用多种材料制作出“人造肌肉”,直到机器人与真人看起来毫无差异为止。其实,让机器人有肌肉并不只是为了看起来美观,更是为了执行任务时的方便。比如,比利时的科学家就最新推出了一款“人造肌肉”,不仅让机器人柔软地对待接触物体,还能让它拥有自愈功能。

一个和手掌相似的软气动执行器

据外媒“新科学家”科技网站8月报道,迄今为止,人类制造出的机器人不是具备超人般的力量,就是有非常吸引人的外形或色彩。最近,一项来自比利时的科研成果为机器人添上了另一种新技能:自我修复。

长久以来,机器人专家一直试图用柔软材料制造机器人,但这往往与当初制造机器人的目的相违背。柔软反而无法很好地执行任务。但布鲁塞尔自由大学研究者们创造出的软体机器人却能在“受伤”时完成“自愈”。

最新研究论文已发表于《机器人科学》杂志上,论文中研究者为证明新材料的“自愈”性能,创造出一个和手掌相似的软气动执行器。执行器的“手腕”部位由钢铁制成,内部拥有牵动五根“手指”的智能机械线路系统。“手指”的构造与普通机械手完全不同。包裹钢铁主干的是一种软性透明材料,表皮看上去像果冻一样。每根“手指”都有块状关节般的结构,搭配“手腕”用力,就能轻易夹起汽车模型、橙子和小木块等物体。

据欧盟“社区研究和发展信息服务”官方网站消息,研究者在这执行器中使用的新材料是经狄尔斯-阿尔德反应制成的聚合物。这种聚合物又被称为SH材料,它的内部构造是一个交联网络。狄尔斯-阿尔德反应允许分子形成新的键,如果材料发生破损,想要自愈,只需加热到80摄氏度。在这样温和的热度下,材料的交叉链将被打破,聚合物内部的分子将拥有更多流动性。这种流动性将使分子自动缩小损伤造成的间隙。当温度降低,材料冷却之后,刚才的破损将完全恢复,几乎没有痕迹。

愈合能够反复进行,丝毫不影响机械性能

研究人员指出,即使执行器的“手指”被撕开或割断,通过加热方式,40分钟后断裂处就能融合。之后等材料冷却到25摄氏度,放置24小时,受损机器的力量强度和机械灵活性也将恢复如初。更巧妙的是,这种愈合能够反复进行,丝毫不影响机械性能。

在实验中,研究小组首先基于新材料的恢复特性,开发出三种能用于制造自愈式软气动执行器的部件,分别是:软机器人手、能拾取物品的软夹具和人造肌肉。其次,利用这三个部件,组装成执行器原型。由于全部使用了软性材料,执行器的弹性适中,并且具有很好的生物适应性,非常接近自然属性的手掌。

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