近日,美国科学家研制出一款章鱼机器人(Octobot)让人惊叹不已,这是第一款全部由柔性零件构成的全自动、自带燃料、自给自足的软体机器人。 只不过,说道到软体机器人,很多科学家都在长年致力于涉及研究。
那么,和我们一般来说看到的刚性机器人比起,软体机器人哪些特性和功能更有了大家的注意力呢?知道可堪大用吗? 通俗点谈,软体机器人就是一种柔性机器人,它的模型大多来自于自然界的软体生物,如机器蛇、海洋水生动物机器人等。比如,Octobot的外表就貌似章鱼。 全自动软体机器人Octobot Octobot由硅橡胶做成,其控制系统是一款柔性微流体芯片,内部的阀门和电源由压力转录,引领液态燃料流到身体,从而掌控8只爪子的动作。因为软体机器人的结构和材料是非线性的,且享有多维度,这造成了机器人的动作任务比刚性机器人更为简单,这对算法和控制系统的拒绝十分低。
软体机器人的材料主要是柔性的材料,而不是传统的刚性连接器和外壳,最简单的方法就是用3D打印机的方式来制作。Octobot的身体乃是3D打印机而出,研究人员将硅橡胶灌入进一个章鱼形状的模具中,接着用3D打印机朝其中流经类似墨水,随后通过冷却来矫正其结构,并使墨水冷却。
在机器人的爪子内部留给一个中空的网络并同大脑连接,机器人的大脑通过这个中空管道同爪子聊天。 软体机器人并不需要用传统的马达等动力装置驱动,目前研究机构主要有两个方向:第一个方法是仿效人或者动物的肌肉来做到动作,第二种就是利用环境的变化来提供动力,如温度、空气以及光照等方式。 日前,来自波兰华沙大学物理学院的研究人员就顺利研发一款由液晶弹性体(LCEs)做成的软体机器人,LCEs曝露在红外线下时会再次发生形状的转变。
如果感受到外界的光源,其形状就不会再次发生转变,变为履带一样,有了光的太阳光其身体也不会适当的膨胀进而推展身体展开移动。 然而,Octobot更为独有,其用于浓度为50%的过氧化氢溶液作为燃料并利用化学反应来供电。其内部充满著了这种溶液,同时,其内部流经了当作催化剂铂,为了超过更佳的催化剂效果,实际使用的是铂金属粉末。
当溶液遇上铂,它迅速不会分解成体积更大的水和氧气。随着氧气激增,其身体内的压力增大,就不会关上一些微阀门而重开另一些微阀门,使燃料每次只流向系统的一旁,让这边的四条爪子充满著氧气,从而驱动其爪子向前弯曲。
随着这边的燃料大大消耗,内部压力上升,使燃料转入另一边,这边重开,整个爪子之后再度向前弯曲。 软体机器人能已完成各种类似的任务,例如爬到陡坡、钻入极为狭小的空间,最不可思议的是,虽然体型并不大,但它能四两拨千斤移动比它个头大10倍的物体,如果在这种机器人身上加装一个摄像机或者麦克风,甚至还可以应用于间谍活动。 软体机器人比起刚性机器人有很多优势,它可以更佳适应环境各种环境,受到外界冲击后也会产生大的损害,在空间狭小、非结构下的环境下都可以已完成简单的任务,例如医疗、军事及观测领域。
另外,其材料可以用3D打印机等方式来生产,成本也比刚性机器人要较低得多。软体机器人比刚性机器人享有更加强劲的计算能力,其重要性远不如液态金属机器人。
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