一只软塌塌的,体长不足2厘米的章鱼形状机器人横空出世啦!~ Nature杂志特意用 “octobot(octopus+robot)” 来形容这个软体机器人。
近几年,人们对软体机器人(soft robot)的兴趣渐渐升级。工程师们希望设计出一种没有刚体结构的机器人,这样它们就可以轻松地挤进狭小的缝隙,处理易碎物品时也更加安全。但是,要想把机器人的每一个部分都做成软软的,也是件蛮有挑战的事情!“(机器人)的大脑、电路、电源电池可都是硬的啊!”来自MIT的机器人专家Daniela Rus不禁感叹道,”也正因如此,这项工作才充满新鲜与挑战!~“
的确,之前我们看见的各种高仿真机器人,即使有柔软的躯干,其控制系统大多是刚性结构,而且可能还需外接电源。而这次出场的小章鱼机器人可是彻彻底底的软体机器人,由硅胶制成。小章鱼的“大脑”是一套灵活的微流体回路,能通过压力阀门和开关控制液体燃料的流向。这就好比传统的电子电路,只不过这回里面流的不是电子,而是液体和气体。
很多软体机器人都用压缩空气的装置来提供动能,但是这种方法很难让机器人灵活地运动起来。因此,这次的动力来源不再是单纯的气体,而是一个简单的化学反应。
小章鱼体内的燃料实际上是浓度50%的过氧化氢溶液。当其遇到在特定位置事先植入的铂催化剂时,就会迅速分解成大量的水和氧气。利用突然增加的气体压力,连接的触角便能被快速充气,直到废气排出(就是下图中的那个排泄口)。过程中,气体的压力使一些开关打开,而另一些开关闭合,这样小章鱼的触角就分组(每组4条)动起来啦!~
微流体控制系统分组控制触角, 动图中为红色一组正在反应 那么这只柔软的小章鱼又是如何制作出来的呢?答案是3D打印!小章鱼的大脑和腕足的微流体系统都是通过3D打印技术嵌入到预先制作好的章鱼形状的硅胶模具中的。其中,研究人员会将一种特殊的墨水注入周围的高分子聚合体中,经过加热,使模具固化的同时也让墨水蒸发,这样就在小章鱼的体内留下了空心的管道网络了。
现在,一毫升的燃料能让这只小章鱼活动8分钟。但研究人员们并没有给这只小章鱼安排什么特殊的任务,甚至机器章鱼的动作也没有完全地模拟真实的章鱼。这只是一个实验品,证明这项技术可行,而更复杂的微流体控制系统以及更复杂的机器人动作将无疑是该团队的下一个目标。 文章来源/Nature News 图/Harvard University |
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