由一种“液态金属”制成的微型机器人跑得比猎豹还快。

最柔软

机器人都很慢,但是这些机器人感觉需要速度。约翰尼斯开普勒大学(JKU)的科学家们创造了可以高速奔跑、游泳和跳跃的可控软机器人。在测试过程中,机器人的速度达到了70BL/s(体长/秒)。这些结果是惊人的,因为即使是猎豹(地球上最快的陆地动物)也只能跑到23bl/s .但不要指望有绝对的速度记录,因为机器人的身体只有3354毫米大小。然而,这个微小的机器可能是这个星球上最快的软体机器人。

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软机器人不同于你在工厂、餐馆和科学展览中看到的传统机器人。它们由聚合物和形状记忆合金(这些合金会随着温度的变化而改变形状)等柔性材料制成。软材料使机器人像活的有机体(或活的组织)一样工作。相比之下,传统机器人由塑料、铝和金属等刚性材料制成。长期以来,科学家们一直试图创造出速度足够快的软机器人,以便在其他机器无法工作的极端环境中工作。这种机器人可以在医疗领域发挥重要作用。例如,超快速机器人可能会取代结肠镜检查等侵入性方法。医生可以使用快速柔软的机器人检查身体器官的任何异常,如胃,这些是传统诊断机器人难以检查的。制造超高速机器人这个超高速机器人是由一种叫做Galinstan的液态金属合金制成的。它由锡(Sn)、镓(Ga)和铟(in)组成。通常,用于制造软机器人的材料大多是硅弹性体,而不是GaInSn合金。当被问及这背后的原因时,该研究的第一作者、JKU的软物质物理学家毛郭勇博士说:“这种材料最重要的特点是在室温下为液体,具有高导电性,这有助于制造柔软和可变形的线圈。”研究人员使用液态金属3D打印技术来形成Galinstan线圈。然后这些3D打印线圈被嵌入弹性外壳中,弹性外壳通过控制它们状态的致动器将它们固定在一起。这产生了一个线圈形的软电磁机器人(SEMR),它可以提供快速驱动和推进。研究人员进一步为机器人配备了L形或之字形的脚,这是基于它们将移动的基底。SEMR由锂聚合物电池供电,其超快速运动由电磁执行器(将电能转化为机械能的部件)驱动。致动器是磁响应元件,因此快速移动的机器人可以容易地使用静态磁场控制。在测试过程中,绳系柔性机器人在平面上的移动速度可以达到35BL/s,在折叠的3D表面上的移动速度可以达到70BL/s。此外,在水中测试时,它们的游泳速度为4.8 BL/s。毛郭勇博士说:“我们认为这是机器人领域的一项新技术,在未来具有广阔的前景和巨大的潜力。我们找不到任何类似的技术可以通过使用软功能材料以如此高的速度完成如此多的任务。”超软机器人的未来研究人员还测试了无系绳软机器人原型的速度,实现了1.8BL/s的游泳速度和2.1 BL/s的最大跑步速度,研究人员现在正计划提高无系绳机器人的效率和性能。有很多种软机器人,其中一些可以帮助我们从海洋中清除塑料垃圾,而另一些则允许我们研究月球和火星的炎热沙漠。对于所有这些软机器,速度是一个很大的限制因素。super-SEMRs背后的技术可能会解决这一限制。

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