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毫米软体机器人会奔跑会游泳,是机器人领域的“小猎豹”!

时间:  2022-09-28 21:40      创新科技

    在测试过程中,软机器人达到了每秒70倍于其身长的奔跑速度。结果很惊人,因为即使是猎豹(地球上跑得最快的陆地动物)也只能达到每秒23倍身长的奔跑速度!
    据报道,目前,奥地利约翰尼斯·开普勒大学的科学家们最新研发出了一种可以高速奔跑、游泳和跳跃的可控软体机器人。在测试过程中,机器人已经达到了每秒70倍于其身长的奔跑速度。结果是惊人的,因为即使是猎豹(地球上最快的陆地动物)也只能达到每秒23倍于其身长的速度!

    堪比机器人“小猎豹”

    虽然它们可能是地球上最快的柔软机器人,但人们不应该指望它们能达到绝对速度记录,因为机器人的身体只有毫米大小。软机器人不同于在工厂、餐馆和科学展览中看到的传统机器人。前者由聚合物、形状记忆合金等柔性材料制成(这些合金会随着温度的变化而改变形状)。软材料将使机器人像活生物体或活组织一样工作。相比之下,传统机器人由塑料、铝和金属等刚性材料制成。

    长期以来,科学家们一直试图创造出速度足够快的软机器人,以便在其他机器无法工作的极端环境中运行。他们可以在医学领域发挥重要作用。例如,超速机器人可能取代结肠镜等有创方法,医生可以使用超速软机器人检查任何传统诊断机器人难以检查的身体器官(如胃)是否异常。

   超速机器人

    这种超高速机器人由一种名为galinstan的液态金属合金制成,这种合金由锡、镓和铟组成。galinstan通常不用于制作软机器人,软机器人一般由硅基弹性材料制成。研究报告的第一作者、约翰尼斯·开普勒大学软物质物理学家毛郭勇博士说:“这种材料最重要的特点是在室温下为液体,同时具有高导电性,这将有助于制造柔软的可变形线圈结构。”

    研究人员使用液态金属3D打印技术来制造galinstan线圈。这些3D打印线圈嵌入弹性外壳中,它们的形状由驱动器控制。这产生了一个线圈状的软电磁机器人(SEMR),可以提供快速驱动和推进。根据机器人移动的基础,研究人员配备了L形或之字形的“脚”。
软件电磁机器人由锂聚合物电池供电,其超快速运动由电磁执行器(将电能转化为机械能的部件)驱动。执行器是磁响应元件,所以快速移动的机器人可以很容易地被静态磁场控制。在测试过程中,这种绳系机器人在平面上以每秒35倍身长的速度移动,在三维折叠物体表面上以每秒70倍身长的速度移动。此外,在水下测试中,它们的游泳速度是每秒体长的4.8倍。毛指出,我们认为这是机器人领域中一项很有前途的新技术,在未来有很大的潜力。我们找不到任何类似的技术。使用一种柔软的功能材料,我们可以以非常高的速度完成许多任务。

    高速机器人的未来

    同时,研究人员还对无扣软机器人的原型进行了速度测试。结果表明,它们的游泳速度为每秒1.8倍体长,在陆地上的最大移动速度为每秒2.1倍体长。目前,他们计划进一步提高无扣机器人的工作效率和性能。

   毛和他的同事们表示,利用液态3D打印技术开发更多毫米级软件电磁机器人,将有助于未来制造更大的超速软机器人。

    近年来,科学家们致力于软机器人的研究和开发,出现了许多类型的软机器人。一些柔软的机器人可以帮助我们从海洋中清除塑料垃圾,而另一些则允许我们研究和分析月球和火星表面的高温沙漠。对于所有的软机器人来说,速度是一个很大的限制因素,而超速软件电磁机器人技术可能会突破这个瓶颈。

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