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不可思議柔性機(jī)器人托起自重1000倍物體

發(fā)布時(shí)間: 2017-11-29 09:11:27 來源:新戰(zhàn)略機(jī)器人網(wǎng)

核心提示: 論文第一作者、哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院博士后研究員李曙光告訴新華社記者,他們研發(fā)的人工肌肉由一層密封的“皮膚”材料包裹著“骨骼”構(gòu)成,里面填充空氣或水等流體,其中的“骨骼”受折紙藝術(shù)啟發(fā)利用折疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成。

美國一個(gè)研究小組27日在新一期美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上報(bào)告說,他們受折紙藝術(shù)啟發(fā)研制出一種新型人工肌肉,可以讓機(jī)器人變成“大力士”,能提起自身重量1000倍以上的物體。論文第一作者、哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院博士后研究員李曙光告訴新華社記者,他們研發(fā)的人工肌肉由一層密封的“皮膚”材料包裹著“骨骼”構(gòu)成,里面填充空氣或水等流體,其中的“骨骼”受折紙藝術(shù)啟發(fā)利用折疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成。

工作時(shí),通過改變密封“皮膚”中的流體壓力,例如抽氣充氣或抽水充水,就可以讓人工肌肉做出伸縮、彎曲或扭轉(zhuǎn)等動(dòng)作。通過設(shè)計(jì)各式各樣的可收縮“骨骼”結(jié)構(gòu),就可以實(shí)現(xiàn)千變?nèi)f化的“肌肉”運(yùn)動(dòng),從而用來驅(qū)動(dòng)不同設(shè)備,制造各種用途的機(jī)器人。

李曙光說:“此種新型人工肌肉可產(chǎn)生的力量巨大,可提起自身重量1000倍以上的物體,這相當(dāng)于一個(gè)成人用單臂提起一輛SUV(運(yùn)動(dòng)型多用途汽車)。”在試驗(yàn)中,研究人員利用一塊2.6克重的人工肌肉,提起了一個(gè)3千克重的物體。

這種人工肌肉還具有極好的伸縮性,能收縮至自身體積的10%。李曙光說,新型人工肌肉的“皮膚”材料可以是塑料、布料或橡膠等,而“骨骼”材料可以是塑料、金屬、硅膠或木材等,從而可以應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)醫(yī)療設(shè)備、家用機(jī)器人以及大型工業(yè)機(jī)器人等。

這種人工肌肉的“皮膚”和“骨骼”也可以全部由水溶材料聚乙烯醇制作,有望用來研發(fā)不影響環(huán)境的作業(yè)機(jī)器人以及在體內(nèi)釋放藥物的可攝入機(jī)器人。

李曙光說,他們可以在10分鐘內(nèi)制作出一塊10厘米長的人工肌肉,材料成本低于1美元,顯著降低了人工肌肉的生產(chǎn)制造時(shí)間與成本。下一步,他們將嘗試?yán)枚鄩K人工肌肉來做一個(gè)機(jī)器人大象鼻子,像現(xiàn)實(shí)世界里的真大象鼻子那樣柔軟、靈活且有力。

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