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研究人员开发出3D打印的柔软机器人肌肉

更新时间: 2020-02-01 14:13:51  查看次数: 255    

导读:我们认为制造这些具有更多生物相似性的材料和机器人的未来将取决于材料的组成,这提出了一个关于跨学科研究在这一领域的重要性的观点,在这一领域中,实际上没有人能提供所有答案。

纽约州伊萨卡市康奈尔大学的研究人员开发了一种3D打印的柔软机器人肌肉,该肌肉可以通过排汗来控制其内部温度。使用基于水凝胶的复合树脂和立体平板印刷术(SLA),生产出可以保留水并响应温度的柔软的手指状致动器。根据机械和航空航天工程副教授罗伯特·谢泼德(Robert Shepherd)的说法,这种受生物启发的热管理形式可以使不受束缚的机器人运行更长的时间。


T.J.说:“出汗利用蒸发掉的水分迅速散发热量,并可以冷却到周围环境温度。” Wallin是Facebook Reality Labs的研究科学家,也是该研究的第一作者,该论文发表在《科学机器人》上。 “通常,生物学为我们工程师提供了极好的指导。”


“汗流浃背”

正如负责该项目的Shepard教授所说,由于放热式发动机趋于过热,制造耐用,敏捷,柔软的机器人的障碍之一是控制器内部温度。此外,在软机器人中使用的合成材料会保持热量,而金属会迅速散发热量。在那里,研究人员寻求制造一种自然的冷却系统,该系统不会增加重量或限制软机器人的设计。


定制的水凝胶复合树脂被用于增材制造手指流体弹性体执行器,该执行器具有根据热波动而自动打开和关闭的孔。孔在升高的温度下膨胀,释放出水,冷却速度比类似的无汗装置快600%以上。Wallin说:“这种合成策略的最好部分是,热调节性能取决于材料本身。我们不需要传感器或其他组件来控制出汗率。当当的温度升至转变温度以上时,毛孔会自行打开和关闭。”


自冷却机器人

经过几次抓地力测试,研究人员发现自动发汗阻止了机器人的过热,但是,机器人的表面确实很滑。因此,将对水凝胶质地进行修饰。此外,机器人分泌液体的能力还可能导致吸收营养,催化反应和清除污染物的方法。