“气泡铸造”技术助研究人员为软体机器人制造出软体执行器
技术讲堂 2021-11-13 来源:新浪网
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尽管软体机器人在诸如挤过狭小空间的任务中表现出巨大的前景,但如果它们的软体附属物由硬的执行器来移动就有点适得其反。现在,一项新技术解决了这个问题。

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首先,一些团队已经开发了软驱动器(甚至是软电池),它们允许建造完全是软体的机器人。不过这通常需要使用昂贵的机器,如3D打印机或激光切割机来建造它们。现在,普林斯顿大学的科学家们为了寻求一种不太昂贵的替代方案,开发出了一种被称为“气泡铸造”的技术。

在该过程开始时,液体弹性体会被注入一个模具中,该模具的形状就像所需的成品推杆。然后注入空气以取代部分液体,进而形成一个贯穿模具内部的气泡。当这个气泡上升时,在它上面会留下一层薄薄的弹性体薄膜,但大部分液体最后都会到下面。

在弹性体固化成橡胶状,致动器就会从模具中取出。当空气随后被泵入由气泡形成的空腔时,致动器自然向其底部卷曲,由于那里的弹性体更厚,因此伸缩性更小。

虽然在铸造过程中底座位于推杆的底部,但一旦安装在机器人上,该装置可以转到任何角度。此外,通过调整变量如气泡上方的薄膜厚度以及弹性体的固化时间,则可以决定推杆的移动方式。

截止到目前,这项技术已经被用来制造一个小型的弹性体线圈,它在充气时像肌肉一样收缩;一个星形的抓手可以抓住蓝莓而不损坏它;一个鱼尾可以来回扇动;还有一组手指状的附属物可以依次卷起。更重要的是,研究人员相信该系统可以用来创造从几米长到比人的头发宽度大不了多少的执行器。

不过要想实现这一切仍旧需要克服一些挑战需要,如当设备过度膨胀时要防止它们爆裂。

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