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软、轻、效率高、无线通信NUS使用新的金属材料折叠软体机器人

作者:河南11选5 发表时间:2019-06-12 09:29

  。50年前,第一个工业。机器人手臂Unimate成功地安排了一顿简。单的早餐。它成功地交付了面包、咖啡和香槟。它的动作看起来无缝,但它的每一个动作都被仔细考虑。

  虽然今天的机器人变得更聪明、更。适应,但携带轻便易碎。的物体仍然很困难。机器人通常只在具有预定形状和位置的。结构性环境中工作。

  近年来,机器人专家。一直致力于软机器人的研究和开发,使其灵活,可以捡起任何东西。目前,最先进和灵活的机器人是折纸机器人(折纸机器人。),可。用于人体药物输送。灾难环境中的。搜救任务。用作人形手臂。

  折纸机器人具有较高的灵活性,通常由纸、塑料或橡胶制成。为了使机器人更加实用,通常在其顶部安;装传感器和其他电子元件,但!这使它们看起来!更有空间。然后需要更多的电源来移动。

  现在,新加坡国立大学(NUS)的一群。研究人员已经开发。出一种新的。方法,用石墨烯氧化模板制造新的金属。材料。它已经成。为软机器人的新材料。

  在保持传统的纸张和塑料折叠和轻质量的基础上,新材料由金属和燃烧的纸(灰),制成。事实上,这种材料!只有一半的纸张重量,但它使机器人仍然有能力扭转和折叠,使它更有效。,导电。机器人可以在没有附加传感器的情况下与操作员或其他机器人进行无线通信。这种材料可以促进世;界,各地对轻型折纸机器人的尖锐研究。

  Poyenchen是NUS工程学院化学,和生物分子项目部的,助理教授。201,7年,他提出了这种材料的想法,并与,团队的其他10名成员一起开发了生产金属的过程。

  研究人员通过一种;名为石墨烯氧化模、板合成的新。技,术来制造这种!金属材料。它们先,将纤维素纸浸泡在氧化石墨烯溶液中,然后用白金和其他金属离子浸泡。然后在摄氏80、0度(1472度)的惯性氩中燃烧,然后在摄氏932度(932度)的空气中燃烧。最后,将、材料浸泡在高弹性溶液中,使其稳定。

  最终,产品为薄0.09毫米金属-由70%白金和30%非晶体碳(灰)组成,足以灵活地弯曲和拉伸。其,他金属,如黄金和银,,也可以使用。

  相关研究论文<;Mu。ltifunctionalmetallickBone

  研究小组组长芬波-叶恩用一个纤维素模板切割成凤。凰城。我们的。研究也。受到神秘生物的启发,就。像凤凰在火和灰中重生。一样。。

  在机器人设计中,功率必须来;自更大、更重的电池,这导致了增加重量和功率需求的、恶性循环。这就是为什么像我们这样的研究人员总是想通过制造更轻的机器人来打破循环,从而降低能源、消耗和使用更少的能源,陈教授说。。

  团队开发的折纸结构是一种稳定的薄弹性体。该材料可作为机械稳定、柔软、导电的,脊,柱,使机器人在不需要外部电子设备的情况下具有,应变感和通信能力。

  导电意味。着该。材料作为其无线天线,使其无法通过外部通信模。块与远程操作。员或其他机器人进行通信。这扩。大。了折纸机器人的工作范围。例如,在。高风险环境(如化学泄漏。和火灾)中,不受束缚的机器人或人造肌肉或机器人手臂。

  我们使用不,同的导电,材料进行实验,NUS。化学。和生物分子;项目!的博士生YangHaitao说。最后,建立了一个独特的组合,以实现最佳的复原感、和无线通信能力。因此,我们的发明扩大了用于生产先进机器人的非传统材料库。。

  研究小组还试验了其他金属,如铜,以降低材料的生产成本,使其更有吸引力。研究小组,还试图为金属骨架增加更多的功能-一个值得研究的方,向是将电化学活性材料添,加到储能设备中,这样材,料本身,就是它的电池。从而,实现了自给机器人.

  将驱动传感和通信技能集成到折纸机器人中是可能的。然而,传统的折纸机器人(如纸和塑,料)缺乏集成和附加功能的设计,外部电子设备的安装,需要很高的系统集成,度。机器人的重量是不可避免的。

  石墨烯氧化物模板合成技术的开发实现了复杂贵金属折,纸(如PT)的生,产,具有较好的变形阻燃,性和节能性。可用于制造可重建、顺应性强的金属框架。

  ,用这种新型金属制成的轻质金属框架至少是传统材料的三倍。同时,新材料机器人工作更快,能耗仅为原7,0%。该新材料还,具有防火性能,,适用于在恶劣环境下工作的机器,人。新材料可在800摄氏度或1,472华氏度下燃烧5分钟。

  此外,导电材。料具有地热和加。热的能力-通过该材料发送电压来加热。它-这有助于防止机器人在寒冷的环境中工作时的冰损坏。这些功能有助于创建轻便灵活的搜索和救援机器人,使他们能够进入危险区域并实时反馈和通信。

  这些特性使新材料成为灵活、轻盈的假肢的唯一选择,而假肢比传统的假肢轻60%。这种假肢可以为用户提供实时应变、反,愧弯曲和,更好的控制和即时信息-所有这些都不需要外部传感器。否则,它将增加假肢的不必要重量,。

  今年三月。,哈佛大学(Harvard)和麻省理工学院,(麻省理工学院)它可以用柔软的,折纸捕捉各种物体,,包括玻璃和水果。传统的机械手用僵硬的手指损坏物体。

  四肢夹持器由三,个部分组成:基于折纸的框架结构密封壳体和连接器。团队使用机械橡胶模,具,和,特殊的热收缩塑料-这种塑料可以在高温下自动折叠。

  夹持器可以抓住和提升70%直径的物体,这样夹持器就可以在不损坏的情、况下捡起和保持各种软食物。它还能捡起一个重达4磅以上、的瓶子,。同时,很难考虑到软机器人的灵活性和足够的力量。

  但是夹具的形状使它更难抓住三明治或一本书等飞机。机器人四肢的,创建者之一丹尼拉·鲁斯(DanielaRus)说:我的梦想是创造一个机器人,,可以自!动为。你包装杂货。。