普林斯顿大学研究人员发明出一种新的方法来创建软体机器人
作者:系统管理员 发布日期:2021-11-16 浏览次数:

普林斯顿大学的研究人员发明了一种新的方法来创建软体机器人,这被称为泡沫铸造。



研究人员将其描述为利用"花式气球",这种气球在充满空气时可以预测地改变形状。通过将气泡注入液体聚合物中,使材料凝固并充气,使其能够弯曲和移动。利用此方法,研究人员已创造出抓手、拍打的鱼尾和其他装置,最终目标是利用他们的新方法来创造新型的软体机器人。

软体机器人在某些情况下特别有用,也更适合与人类一起操作。如挑选订单并将其放入箱子和其他任务,也可以很好处理特别脆弱的物品,如水果、蔬菜或鸡蛋。

软体机器人在未来也有望在医疗保健领域占有一席之地,其潜在的使用场景包括帮助康复的可穿戴外衣,等等。设计软体机器人的难点之一是如何控制其拉伸和变形的方式,控制其运动方式,使其拥有多种方式的移动和扩展潜力。


普林斯顿大学创造的方法依赖于一种叫做弹性体的液体聚合物。弹性体冷却后成为一种橡胶和弹性材料,并通过注射到一个模具中塑造。该模具有无数种形状,包括简单的饮管或复杂的形状,如螺旋形和其他。

研究人员将空气注入液体弹性材料,形成一个长长的气泡,扩大模具的长度。重力使气泡上升到顶部,弹性体排到模具的底部,变硬便可取出,用空气进行充气。空气充气时,有气泡的一面会伸展并卷曲到较厚的底座上。

软体机器人的变形通过控制固化过程中的排气控制,可以让弹性体更多地固化,在顶部形成更薄的薄膜。这层薄膜越薄,充气时发生的拉伸就越多,具有更好的弯曲能力。研究人员可以控制各种因素,包括弹性材料在模具中冷却的厚度,弹性材料沉降到模具底部的速度,以及允许固化的时间,这些都决定了弹性材料在完成后如何移动。

其中一个有趣的设计是上图中的星形。当它充气时,星形的手臂创造了一个有效的抓手,能抓住物体进行提升。研究人员还设计了能够抓取黑莓的软手,一个像肌肉一样收缩的线圈,以及能够在空气作用下单独卷曲的手指。研究人员称,此种方法不需要3D打印机或其他昂贵的工具。

文章来源:cnBeta.COM