世界上第一台由过氧化氢驱动的软独立机器人

Octobot机器人。照片：仿生工程研究所。Vissa

近年来，科学家一直在积极尝试软电子技术。柔软的弹性物品通常比硬质的金属和塑料更舒适。这几乎适用于所有对象。电子和机器人也不例外。因此，合理地假设未来将完全取决于软机器人。这种弹性和有弹性的控制论生物将被戴在头上并拉向身体，向内。他们不怕水和腐蚀，可以在倾斜的表面上滑动或滑动。他们不怕损坏，变形等。-与刚性结构相比，它们具有许多优势[1] [2]。抚摸它们并将其拍在弹性身体上真是太好了。

以前创建了完全没有单个硬细节的完全软的机制，但是它们是像毛毛虫那样的原始机器人。现在，哈佛大学的工程师已经通过展示世界上第一个完全柔软的自主机器人Octobot来获得成功，该机器人具有可爱的章鱼的图像，该章鱼由于过氧化氢（H ₂ O ₂）的化学反应而移动。



哈佛大学仿生工程研究所的发明者。 Vissa认为，这样的机器人已经适合通过简单的工艺流程进行批量生产，包括软电池和软电子电路。这种简单的设计可以成为创建未来更复杂的软机器人的关键组件。

大多数Octobot零件都在3D打印机上打印，然后通过光刻将导电电路和气体容器包裹在他的体内。


气体容器通过光刻法压制。插图：仿生工程研究所。 Vissa


Octobot制造过程。照片：仿生工程研究所。维萨

机器人由于过氧化氢释放的气体-燃料而运动。液体通过人体，气体使四肢膨胀。科学家设计了一个狡猾的微血管网络，以使液体流遍全身。设计这种血管网络，以便当肢体的某些碎片肿胀时，其他碎片会按预定顺序吹走，从而使机器人运动。膨胀和膨胀算法以简单的逻辑方案实现。


机器人的逻辑图。插图：仿生工程研究所。 Vissa

Robot在50％过氧化氢溶液上运行。为了进行比较，大多数家用产品通常使用5％的溶液。

机器人无需外部控制即可独立移动其四肢，因此被认为是自主的。改变四肢的压力是所有软机器人的主要运动方式，现在科学家们首次找到了一种完全离线启动此过程的方法。

过氧化氢与通道壁上的铂接触时立即分解成水和气态氧-在那些发生四肢肿胀的区域。视频中显示了与过氧化氢浓度为50％和90％的化学反应。



气体的体积是液体的160倍。因此，Octobot会移动肢体。现在，他可以在一毫升过氧化氢溶液中将触手从4分钟移动到8分钟。

微血管网络的设计是由著名化学家乔治·怀特塞德（George Whiteside）参与设计的，该科学家获得了许多著名奖项（根据Wikipedia，这是1992年至2002年世界上被引用次数最多的化学家，也是2011年世界上被引用次数最多的化学家之一）年，Hirsch指数= 169）。他还曾在仿生工程研究所工作。薇莎


显微镜下的Octobot机器人微血管网络。插图：仿生工程研究所。维萨

对于机器人的某些使用领域（包括在人体内部），该设计看起来很有希望。当然，理化自主系统本身比普通的自主计算机控制的机器人要简单，但这是世界上第一个这样的设计，可以说是概念验证，也就是该思想可行性的证明。章鱼的形状因素是任意选择的：“我们认为章鱼看起来很酷，”论文的主要作者迈克尔·韦纳说。 “我们认为这样的章鱼很酷，将有助于吸引人们使用软机器人。”

在下一版本中，开发人员希望教Octobot游泳并与周围的物体进行交互。为此，有必要使其逻辑复杂化，并且可能使微血管网络复杂化。

现在，这只章鱼看上去很有趣而且没用，但是它使人们有可能想象一个未来，在这个将来，自动驾驶软机器人将成为现实。

科研成果“全软自主机器人的集成设计和生产策略”已于2016年8月24日发表在《自然》杂志上（doi：10.1038 / nature19100，pdf）。

文学作品

<sup>[1] Rus，D。和Tolley，MT，软机器人的设计，制造和控制。自然521，467-475（2015）。返回文章

[2] Wang，L.＆Iida，F.软物质机器人中的变形：分类和定量表征。IEEE机器人。自动 魔术师 22，125–139（2015）。返回文章</sup>

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN396981/