下一代机器人将有变形能力(最新型的机器人都有哪些功能)

物理学家发现了一种新方法,给软机器人涂上一层材料,使它们以更有目的的方式移动和工作。由巴斯大学领导的这项研究最近发表在《科学进展》期刊上。

该研究的作者认为,他们用活性物质进行突破性建模可能标志着机器人设计的转折点。随着这一概念的进一步发展,软固体的形状、运动和行为可能不是由其自然弹性决定的,而是由其表面控制活动决定的。

普通软质材料的表面总是收缩成球形。比如水滴的出现,是因为液体等柔软物质的表面自然收缩到——的最小可能表面积,也就是球体。但是可以设计活性物质来对抗这种趋势。一个例子是包裹在一层纳米机器人中的橡胶球。通过编程,这些机器人可以协同工作,将这个球变成预定的新形状。

下一代机器人将有变形能力(最新型的机器人都有哪些功能)

希望活性物质能带来新一代能自下而上运作的机器。这些新机器不是由一个中央控制器控制的,而是由许多活动单元组成的,这些活动单元将相互合作来决定机器的运动和功能。这类似于人体生物组织的运作,比如心肌中的纤维。

利用这一想法,科学家可以设计出一种柔软的机器,其手臂由柔性材料制成,由嵌入其表面的机器人提供动力。这项研究的第一作者杰克比尼斯博士说,“活性物质让我们以一种新的方式看待熟悉的自然规律。”

该论文的通讯记者安东苏斯洛夫博士补充说:“这项研究是这一概念的重要证明,并有许多有益的启示。例如,未来的技术可能会产生更柔软的机器人,可以更好地拾取和操纵精致的材料。”

在这项研究中,研究人员开发了理论和模拟来描述三维软件。据悉,这款软件的表面经历了主动应力。结果,他们发现这些主动应力扩大了材料的表面,拉动了下面的固体,并导致了整体形状的变化。研究人员发现,固体的确切形状可以通过改变材料的弹性来定制。

接下来,研究人员将应用这一普遍原理来设计特定的机器人,如软臂或自泳材料。事实上,他们已经开始这样做了。此外,他们还会开始研究材料的群体行为,比如当你有很多活性固体,让它们挤在一起会发生什么。

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