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机器人总是冷冰冰?不,他们马上要有肌肉了!

 X先生与Y星人 2018-01-17

生活不可能像你想的那么美好,但绝对不会像你想的那么糟。闲暇时刻读读文章,享受美好。

还记得美剧《西部世界》中为我们呈现的高度拟人化机器人主题乐园吗?在虚拟的乐园中真实人类和机器人几乎无法区分,这一切的背后其实是高度成熟的机器人制造技术。

近日,美国哥伦比亚大学的工程师研发出一种可用于人形机器人的合成肌肉。这种3D打印的合成软体肌肉抛弃了之前模型所用的外部压缩器或者高压设备,能够推、拉、弯曲和扭曲,并能举起比自身重千倍的物体。

网络配图

困境:为机器人“添血添肉”难

由于无法满足高致动性和应变力的需求,大部分材料都不能代替软体肌肉组织,现有的软性材料通常是用气动或液压的方式来使其弹性表皮膨胀,这种方式需要外部的压缩机和调压设备支持。这些组件占用了大量的空间,很难用这些材料制造独立的小型机器。

在这之前,工程师们对于机器人的研究一直集中在智能化上。

当然,让机器人拥有和人类一样的大脑很重要。但是当我们接触这些冷冰冰的机器时,总是会自然而然的将他们与人类进行区分,高度拟人化的机器人一直没有出现。不过现在,这个难题终于被克服。

新技术: 3D 打印“制造”肌肉

为了让人造肌肉能够有高应变能力和适应性,研究人员用硅胶基质作为合成材料,有乙醇分散在微气泡中。这种解决方案结合了其他材料弹性大和可塑性强的特点,同时制造成本较低,由环保材料制成。新的人造肌肉应变能比正常肌肉大 15 倍,可提起自身重量 1000 倍的重物。

3D打印演示

用 3D 打印机制作出所需形状后,人造肌肉需要连接薄膜电阻丝以低功率启动。经过多种机器人的实际应用测试,表现出了十分强大的伸缩和运动能力,当电加热到 80℃时,可以膨胀到九倍大小。通过计算机控制,独立部件几乎能完成所有设计的运动任务。

前景:软体机器人会更好的与人互动

受生物体的启发,软体机器人在需要与人类接触和互动的领域有着巨大的前景,如制造业和医疗保健领域。与刚性机器人不同,软体机器人能够模仿人类的自然动作,被操纵进行运动,执行一些精细操作或抓取软的物体,提供医疗和其它类型的帮助。

研究人员表示:下一步将用导电材料来代替现在的电阻丝,这样可以加快肌肉的响应时间,延长使用周期。从长远来看,他们还计划用 AI 来控制肌肉运动,这将是机器人模仿人类运动的一个重要进步。

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