柔軟的機器人:韓國創造離子蛛網,可捕獲自重68倍物體

發布時間:2021-01-21 14:00    來源:中國機器人網

關鍵詞:機器人

摘要:來自首爾國立大學網站上的一篇博客文章顯示,他們的孫靜云(Sun Jeung-Yun)教授實驗室已經開發出一種新的機器人,稱為離子蜘蛛網(ISW)。這個機器人是從蜘蛛旋轉編織蛛網的方式中獲得的啟發。

  來自首爾國立大學網站上的一篇博客文章顯示,他們的孫靜云(Sun Jeung-Yun)教授實驗室已經開發出一種新的機器人,稱為離子蜘蛛網(ISW)。這個機器人是從蜘蛛旋轉編織蛛網的方式中獲得的啟發。

  蜘蛛以極簡的方式建造網狀物,這使得他們即便是在獵物糾纏時,也能感知到那結構中的微妙震動感,這也使蜘蛛能夠清除網上的灰塵和碎屑,從而將所有污染物去除。

  孫靜云教授及其研究團隊就是從蜘蛛的結網經驗中得到啟發,并將其應用于旋轉人造蜘蛛網,這些人造蜘蛛網能夠通過靜電驅動和除塵涂層進行感應,粘附和自清潔。

  軟機器人由具有極大靈活性的順應性材料組成,這使其非常適合執行大多數常規機器人無法處理的零星或混亂的任務,但由于將軟機器人的眾多元素集成到一個單元中是一個相當大的挑戰,故而軟機器人的研發及市場化受到了嚴重的限制。

  但是,通過仿生技術,在按照蜘蛛網對軟機器人技術進行建模時,這些多元素無法集中的問題被解決了。孫教授基于蜘蛛的高效率建筑模型設計的離子蜘蛛網(ISW),由包裹在有彈性且耐用的硅橡膠中的離子導電有機凝膠芯組成。

  高壓電可以使ISW周圍物體極化,從而產生一個電場,并產生一種稱為靜電粘附的物理現象。這個現象使ISW可以利用它來捕獲大量物體,例如聚合物,有機材料,甚至是金屬。此外,ISW的彈性特性意味著它們可以伸展至其靜止長度的三倍,從而使軟機器人網能夠捕獲質量為網本身重量68倍的物品。

  ISW可以感應到目標在什么時間接近并進入網的范圍內,隨后可以及時啟動靜電粘附功能以優化其捕獲和能量消耗。這一點特別重要,因為靜電粘附捕獲可能會導致網狀物的污染。ISW具有非常不錯的靈敏度,可將其“導通時間”最小化,與長期保持“導通”狀態的同類機器相比,其附著力是那些機器的32.5倍。

  ISW還可以通過靜電振動清理污染物,就像是蜘蛛將彈弓彈開時所產生的震動。根據博客文章解釋,由于網本身沒有彈弓,因此ISW使用電力在弦之間產生交替的吸引力和排斥力,這個力達到足以產生物理振動的頻率。這個過程使ISW可以保留其高達98.7%的全功能特性,這對于它們在現實世界中的適用性至關重要。

  簡而言之,ISW可以成為現實世界中軟機器人高級應用程序的標志性框架。這項研究中展示的技術將直接應用于從電子皮膚到人造肌肉的眾多領域。

 
(責編:lxh)
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