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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

发布日期:2019-10-04 09:54 作者:幸运赛车 访问量:228

  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(N!US)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。

  Poyen、che。n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800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<;MultifunctionalmetallickBone

  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70%。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1472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。传统幸运赛车的机械;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。。