机器人从软到刚性的过渡

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即使章鱼也明白肘部的重要性。当这些粘糊糊的,松散的头足类动物,需要做一个精确的运动如指导食物放进嘴里的肌肉在触须合同建立一个临时的旋转接头。这些关节限制手臂的摇摆不定,使更多的运动控制。  

现在,来自哈佛John A.保尔森工程学院的研究人员和应用科学(海洋)和威斯生物工程研究所表明,多层结构可以让机器人模仿章鱼的运动学,创造和消除关节的命令。该结构还可以让机器人迅速改变其刚度、阻尼和动态。  

“这项研究有助于桥软机器人技术与传统的刚性机器人之间的差距,”Yashraj Narang说,双方在海洋研究和研究生第一作者。“我们相信,这类技术可以培育新一代的机器和结构,不能简单地被归类为软或硬。” 

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该结构由柔性材料制成的多层包裹在一个塑料封套和连接真空源。(图片来源于Yasrj-Nalang/HaveSave]

结构十分简单,由柔性材料制成的多层包裹在一个塑料封套和连接真空源。不抽真空的结构,表现完全如你所料,弯曲,扭转和假摔没有形状。但当施加真空,它变得僵硬,可以容纳任意的形状,它可以被塑造成其他形式。 

这种转变是一种现象叫做层流干扰的结果,中的应用压力,产生摩擦,强烈的夫妇一组柔性材料。

“压力像胶产生的摩擦力,”纳兰说。“我们可以控制的刚度、阻尼、运动学和动力学的结构通过改变层的数目,调整施加给它的压力,调整层的多个栈之间的间距。” 

研究团队,其中还包括Robert Howe、Abbott和工程,Joost佛拉萨克James Lawrence教授,Abbott和材料工程教授James Lawrence,和alperen degirmenci,在海洋研究生广泛的模型层果酱的力学行为明要更好地控制自己的能力。

接下来,他们建立了实际设备中使用的结构,包括12指手爪,无真空,可以把抓住大的物体,用真空,可以捏住小物件上了大理石的大小。

研究人员还展示了该结构的性能和减震器通过连接到一个无人机起落架。球队调整结构的刚度和阻尼特性吸收着陆冲击。 

结构是一个概念证明可以在未来有很多应用,从外科手术机器人可穿戴设备和灵活的扬声器。 

“我们的工作解释了层流干扰现象,表明它可以提供机器人具有高度灵活的机械行为,”Howe说,该论文的资深作者。“我们相信,这项技术最终将导致机器人可以改变国家之间的软,连续的装置,可以安全地与人类互动,和刚性,可以满足工业自动化的需求离散设备。”

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