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史上最逼真人造肌肉问世 这会让未来机器人更强大
李明 2017-09-20
导语

“我们已经克服了制造人形机器人的最后障碍,它是我们制造的最接近自然肌肉的人造材料。”

网易科技讯9月20日消息,据英国每日邮报报道,美国哥伦比亚大学的工程师已经研发出一种可以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使用的外部压缩器或者高压设备,它能够推、拉、弯曲和扭曲,而且能够举起自身千倍重的物体。

哥伦比亚大学的这个研究团队称,到目前为止没有任何材料能够真正作为一种软体肌肉。这是由于所有的材料都无法满足高强度应力和应变的需求。团队负责人Hod Lipson教授称:“软体材料机器人在那些需要与人类接触和互动的领域用途非常广泛,比如说制造和医疗行业。

Lipson 教授补充称:“软体机器人与僵硬的机器人不同,它们能够复制自然运动,为人类提供医学或者其它类型的帮助,还能够执行精巧的任务或者抓取柔软物体。我们在制造机器人的领域已经获得了巨大的进步,但是机器人的身体仍然非常原始。这是一个巨大的难题,但是新的材料能够有一千种塑造和改变的方式。我们已经克服了制造人形机器人的最后障碍。”

为了让低密度材料满足应力和应变的高要求,研究的首席作者Aslan Miriyev使用了微泡中遍布乙醇的硅橡胶材料。这种解决方案将其它材料的弹性特性和极端体积变化属性组合在一起,而且具有易制造、低成本和对环境无污染的好处。

在使用3D打印技术打造成需要的形状之后,这种人造肌肉使用一根细电线和8伏低压电进行了电刺激。当它表现出重要的膨胀和收缩特性之后,研究人员进行了一系列的机器人研究应用。当使用低压电让其升温到80摄氏度时,它能够膨胀900%。通过计算机操控,这种自主部件几乎能够执行所有设计的动作任务。

创新机器实验室的博士后研究员Miriyev博士称:“我们的软体机材料可以作为机器人的软体肌肉,它有可能彻底改变现在工程学所使用的软体机器人设计方案。它能够实现推、拉、弯曲和扭曲,它是我们制造的最接近自然肌肉的人造材料。

研究团队计划继续研发和探索,使用传导性材料取代嵌入式的电线。这样应当能够加快肌肉的反应速度,并且延长它的使用寿命。Miriyev博士称,未来他们将在研究中探索人工智能操控这种肌肉的方法,那或许将是让机器人完成自然动作的“最后一座里程碑”。

文章链接:

Aslan Miriyev,Kenneth Stack& Hod Lipson, "Soft material for soft actuators," Nature Communications 8, Article number: 596(2017), doi:10.1038/s41467-017-00685-3

(本文来源:网易科技;)

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作者 李明

博士生

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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