机器人使用折纸启发的材料形状

尽管像波士顿Dynamics的位置或组装汽车的机械手臂这样的机器人可以执行一些令人印象深刻的壮举,但它们仍然受到固定形状的限制。某些应用

尽管像波士顿Dynamics的位置或组装汽车的机械手臂这样的机器人可以执行一些令人印象深刻的壮举,但它们仍然受到固定形状的限制。某些应用程序可能需要一个更灵活的机器人。最近在《科学机器人技术》上发表的一篇论文描述了一种新型机器人,旨在满足这些需求。

研究人员使用“形状变形”材料设计了一个机器人,可以从扁平形状转换为各种复杂形式。尽管为该研究构建的机器人更多地用作概念的证明,而不是准备行业的产品,但该设计标志着软机器人技术领域的进步,它通过展示了足够柔软的材料,可以改变形状,但足够坚固以支持不同的功能。

强大的变形材料

该材料由嵌入橡胶片中的金属管组成。这些床单是根据基里加米(Kirigami)的日本艺术而结构的,这是一种折纸的变体,其中纸张被切割和折叠。 (近年来,基于基里加米的设计提供的结构利益和可延展性激发了众多工程研究团队。)

最初是平坦的网格板,可以根据情况将材料变成复杂的形状。当需要新的形状时,网格将弯曲成新的结构。为了使其恢复原始形式,网状金属中的小加热器(一种特殊的金属类型称为低熔点合金),而橡胶管则恢复为原始形状。然后,金属重新溶解。

这个过程可以在短短十分之一的时间内发生,并且可以无数次重复。重要的是,如果某件事确实破裂,可以通过加热和重塑复合材料来修复它。综上所述,材料具有创作者所谓的“可逆性可塑性”。这允许一些非常了不起的事情,例如机器人从地面车辆转变为小型飞行无人机,然后又不损坏。然后以潜艇般的方式淹没;进一步的更改使工艺可以在返回形式之前收集用船体收集物品。

未来的应用

像这样的变形机器人的现实应用程序尚未看到。研究人员认为,这些材料可用于创建可以自我修复,以新方式与人互动的机器,甚至穿着。设计的一个有希望的方面是,它们至少在这个规模上足够强大,可以承受电动机和推进系统的力量。

尽管如此,这并不是第一个要构建的软机器人。但是这里使用的材料是新的,它与现有模型不同。这些模型是为探索海洋或帮助改善移动性等多样化的任务而设计的,也处于发展的早期阶段。除了他们塑造更传统机器人会遇到的转变或忍受条件的能力之外,用软材料制成的机器人将在许多情况下与人们合作的机器人更安全,并且可以在当前不切实际或不安全的情况下自动化。

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