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哈佛團隊受孔雀蜘蛛啟發 研發微流體系統驅動的小型軟體機器人

2019-03-19 17:21:39 廣州海雙信息科技有限公司 閱讀

據外媒報道,機器人的經典形象通常是剛性和具有金屬質感的,但如果它們在現實世界中與人類一起工作,它們將需要更柔性的觸感。哈佛大學的研究人員已經開發出一種生產小型軟體機器人的新方法,并通過創造一種由微流體系統驅動的柔性孔雀蜘蛛機器人來證明這一點。

這只小蜘蛛不是第一個動物形狀的軟體機器人。兩年前,哈佛大學的一些研究人員展示了Octobot機器人,這是一種受章魚啟發的化學動力軟體機器人。新的蜘蛛機器人是該項目的明確進展,縮小到毫米級。蜘蛛機器人沒有剛性部件,從微流體系統中獲得其運動,外觀和能力。在它的主體內部是一個薄的中空管系統,通過該系統泵送特種液體,以驅動其四肢,改變其顏色或設置更多的永久性特征。

 
“最小的軟體機器人系統仍然非常簡單,通常只有一個自由度,這意味著它們只能促成一種特定的運動形狀或類型的變化,”該研究的共同作者 Sheila Russo表示?!巴ㄟ^開發融合了三種不同制造技術的新型混合技術,我們創造了一種僅由硅橡膠制成的軟體蜘蛛機器人,具有18個自由度,包括結構、運動和顏色的變化,以及微米范圍內的微小特征。 ”
研究人員開發了一種制造這些設備的新方法,他們稱之為Microfluidic Origami for Reconfigurable Pneumatic/Hydraulic (MORPH) 設備。除了彈性硅膠外,機器人本身由無彈性硅膠制成,由12層薄層組成,使用激光蝕刻出來然后粘合在一起,為機器人提供3D結構。為了達到其最終形狀,這些微流體通道中的一些通過可固化樹脂加壓。當用來自外部的UV光照射時,樹脂硬化并使較軟的層永久地彎曲成所需的形狀。
然后研究人員用其他管子填充有色液體,使蜘蛛的眼睛變亮,使其呈現出更加豐富多彩的腹部圖案,就像真正的孔雀蜘蛛一樣。將液體泵入腿部的通道也可以使其“行走”。雖然目前的機器人本身并沒有為任何實際目的做好準備,但該團隊表示,這更像是MORPH生產方法的概念驗證。
“MORPH方法可以為那些更專注于醫療應用的研究人員開辟軟體機器人領域,這些機器人較小的尺寸和靈活可以為內窺鏡和顯微外科提供全新的方法,”哈佛大學威斯學院的Donald Ingber說道。


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