2022未来的柔性机器人.docx

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1、2022未来的柔性机器人徐宁机器人技术已经发展了那么多年，为什么在我们的生活和工作中还是很少见到它们？缘由是今日的很多机器人只适合用于重复度高、精度要求高的领域，比如汽车装配。但真实世界不是“装配线”，而是不断改变着的。机器人在精度和速度上的优势并不能让它们很好地适应真实世界。比如用机器人通过捏芒果来推断成熟度，就算用当今汽车制造业顶级的机器臂（平均动作误差小于0.02毫米）来捏100个芒果，其中确定有很多被捏破的。面对这样的难题，科学家和工程师起先用另一种思路来设计机器人。首先，它们应当更擅长完成条件多变的任务;其次，应当是松软的，这样才不会损害人类;最终，生产成本不能太高，不易被损坏。因此

2、，越来越多柔性机器人起先加入机器人的行列。提起面团的“软手”如伺让机械手抓起松软的面团曾经难倒过很多工程师。食品工厂流水线的传统夹具往往运用吸盘抓取松软物体，但比萨饼面团是发酵面团，太过松软，吸盘内的负压很简单让面团变形。2022年，英国某比萨饼生产企业第一次让机器夹具拿起了松软的面团。新型夹具的“手指”表面覆盖了充气聚合物材料，注入空气后快速膨胀的表面能抓住松软物体，抽出夹具内部的空气后，夹具就能完成丢弃动作。可以变形的“手指”让这种机械手能抓住鸡蛋、生肉、钢笔、蛋糕等物体。即便物体的尺寸不完全相同，夹具也能应对自如：当系统识别到不同尺寸的面团，充气“手指”中会泵入更多空气，夹具间空间变小，

3、就能拿起更小的面团。松软夹具的好处是工厂不须要对每種产品分别编写程序，松软的表面给予了夹具与产品更大的接触面积，让夹具不用再去精确限制速度、角度和力度，大大降低了所需的传感器数量。机械手平均每分钟能抓起并放下133个小番茄，已经超过了人类娴熟工每分钟100个的平均速度。充气软质夹具很好地解决了抓取松软物体而不造成破坏的难题。松软外骨骼“外套”虽然刚性外骨骼能帮助残疾人重新行走，但它们很昂贵，用起来也不便利。因此，科学家试图开发更小、更轻的外骨骼。弹性聚合物人造肌肉、微型柔性传感器、液态金属和记忆合金材料等领域的突破让外骨骼能由硬变软。一种柔性外骨骼也叫“外套”，最初被研发的目的是为了减轻士兵野

4、外行军时的负重。它又软又轻，不会约束穿戴者的运动，也可以穿在衣服下面，不引人注目，价格也比硬质外骨骼更低。“外套”很松软，虽然无法让瘫痪病人站立行走，但却能有效帮助中风患者克服脑损伤带来的行走不便，削减久坐带来的风险。最新型外骨骼甚至不须要人造肌肉，仅靠记忆聚合物薄膜和记忆合金纤维就能实现外骨骼的支撑功能，将来中风患者只须要穿上由这种织物制成的裤子就能正常行走。进入身体的松软机器外形酷似章鱼的机器人“Octobot”是全世界首个完全自动化的软体机器人。它的主体由硅胶材料经3D打印而成，透过透亮硅胶能够望见内部的红蓝线缆。章鱼机器人没有外接线缆，也没有电池。铂催化剂让机器人内部的过氧化氢快速分解

5、为水和氧气。氧气通过柔性阀门让八条臂有序运动，实现游泳动作。机器章鱼向人们展示了将来医疗微机器人的可能形态：不须要外接电缆、没有硬质结构、可以实现较困难的动作。假如运用生物可降解材料，柔性医疗微机器人进入病人身体完成任务后，便会自然降解成无毒害物质。可吞食的柔性机器人能到达病灶部位精准送药，也能在人体内收集信息，还能进行无创手术。英国谢菲尔德试验室正在研发一种心脏协助装置，这是一种具有困难几何结构的软体机器，能够包袱在心脏四周，协助心脏收缩，提高泵血实力，最重要的是它不会损害心脏。构成机器的泡沫橡胶内部有大量微孔，向其中注入流体能变更其刚性和形态，从而向心脏供应额外压力。通过剪裁，装置能够避快

6、乐脏主动脉区域，不会影响心血管正常功能。能不断“生长”的救援机器人有些柔性机器人能在尖端位置不断生长，就像葡萄藤一样。斯坦福高校的探讨人员在试验室的屋顶进行了一次试验：他们让一台救援用柔性机器人从吊顶进入黑暗的天花板。只见这个机器人从头部位置不断冒出新的躯体，像一条无穷无尽的长蛇。在摄像头的帮助下，机器人躲开了天花板内的电线等障碍物，最终抵达了探讨人员预设的目的地，那里有一只燃烧中的蜡烛。由于这台机器人的运动仿照了藤蔓，探讨人员将它命名为“藤”。“藤”并不是真的在生长。其空腔内折叠好的柔性材料从机器人正前方的头部向外翻出，并在压缩空气的作用下充气膨胀;位于其头部的驱动器能变更延长方向，二氧化碳

7、传感器能帮助它自动向有二氧化碳的方向移动。科学家希望“藤”能够在灾难救援中发挥重要作用，而它也的确呈现出某些惊人的特性：完全充气后的“藤”能撑起100千克重的箱子;它的头部直径很小，能穿过直径只有躯体截面直径1/10的小孔，并且不阻碍它穿过后接着膨胀。在后续试验中，胶水、钉子和低温都没能阻挡“藤”的前进步伐。万一“藤”的塑料膜被刺破了怎么办？“藤”被刺破的部分会在内部高压下自行密封，此时塑料膜会紧紧包袱住尖锐物体，防止内部气体泄露。近年来，驱动、感知、模具成型和限制技术的进步，让越来越多的柔性机器人成为现实。它们不仅能挤压、拉扯、攀爬、成长、变形，有些还能自我进化、自愈、自然降解。柔性革命不仅让机器人变软，还让机器人变得更廉价、更智能、更平安。摘编自大自然探究本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页