从水凝胶到猪肠:机器人技术中的非常规材料


每个机器人的背面都应该有金属光泽-电影迷们知道这一点。 但是在真正的机器人中,金属并不多:塑料,复合材料和硅树脂,有时甚至是完全非标准的物质,都与金属相邻。

为将来的功能选择了任何产品的材料。 如今,机器人技术涉及到人类生活的各个领域,因此机器人的任务可能非常不同,而且材料-非标准。 我们从不寻常的材料中找到了机器人的示例,并试图了解是什么激发了开发人员的动力。

毛皮和编织线:软伴侣机器人


关于宠物疗法(又名动物疗法和动物疗法)的文章很多。 医生证实与宠物的交流对患有脑瘫,唐氏综合症,抑郁症和神经症的人具有有益的作用。 但是并不是每个人都能养宠物:过敏或健康状况会干扰照顾宠物的负担。

伴侣机器人是解决问题的一种方法。 它们有助于孤独感,并给人以愉悦的触感。 但是,他们并不需要被喂养和散步。

康奈尔大学科学家和Google ZOO团队于2017年创建的Blossom Robot Media Companion就是这样的发展。 这个小型机器人的核心是一个由硅胶和橡皮筋制成的软框架。 将针织套放在上面,并挂上木耳。 开花没有面孔或表情,因此仅通过身体和耳朵的运动来表达情感。 机器人知道如何与所有者一起观看YouTube视频,并同情他所看到的内容:跳舞或可悲地低下耳朵和头部。 现在他的反应是基于视频字幕的,但是将来,开发人员计划将计算机视觉和听觉集成到他中,以便他可以实时识别视频和歌曲中的情绪。 有耳机器人不仅可以作为自闭症儿童社交的伴侣,而且可以作为助手:有了它,他们将了解所观看内容的情感负担。



Blossom的外壳由天然羊毛线手工钩编而成,使其更加“可爱”和“温馨”。 此外,每个所有者都可以通过链接或缝合新零件来自定义机器人。

同年,日本Yukai Engineering公司推出了一种从宠物身上复制机器人:Qoobo。 他有一个圆形的柔软的身体,内衬人造皮毛,还有一个可移动的尾巴,据开发商说,他表达了情感。 它的主要功能是抗应激。 刚把毛茸茸的枕头弄平,兄弟。


硅树脂和水凝胶:军事和研究人员的机器人


使用柔软的材料不仅可以使机器人感觉舒适,还可以教他们如何进入小孔,在水中移动以及与地形融合。

如今,机器人技术中的许多希望与水凝胶有关。 它保持固体状态,其组成中的水含量高达70%,并且对于生产机器人很重要,它进入电场时会发生变形。

在罗格斯大学(美国州立研究大学,新泽西州最大的大学),科学家光敏溶液变成了水凝胶。 从获得的物质中,打印出类似于人和昆虫的图形并将其放置在盐水中。 当光或电流通过水时,凝胶物体移动。 一些人物可以捕捉并移动负载,而小人物由于身体的某些部位被缩小而“行走”。 科学家认为,对人类而言,一小步是人类的一大步:在未来,基于水凝胶,可以创造人造肌肉和逼真的海洋生物来探索深度。 该实验于2018年春季举行。



两年前,哈佛大学组装了一个机器人工作原型,该机器人的设计中没有单个刚性部件。 它类似于章鱼。 身体由硅树脂制成,采用3D打印和软光刻技术,机器人由于化学反应而移动:在其体内,过氧化氢随着气体的释放而分解,气体进入腔室并使四肢运动。



麻省理工学院(MIT)提出了一种折衷方案:一次可以同时具有软性和硬性的机器人。 它是由改性蜡制成,并被细丝渗透; 他们用电加热,蜡在这个地方变得柔软。 该项目与Boston Dynamics一起实施了DARPA计划,以创建“化学机器人”。 首批出版物的日期为2014年。 未来,科学家计划对这种材料进行实验,用更多的塑料焊料代替脆性蜡。 一个由金属制成的军事机器人,它可以是固体或液体...在我们已经看到的某个地方,不是吗?



玉米,苍蝇和猪肉肠:有机物实验


有机材料便宜,环保且可快速再生。 因此,机器人技术不会厌倦探索它们。 因此, 他们于2018年在康奈尔大学(Cornell University) 创造了一个由于爆米花而移动机器人。 该设计基于加热谷物膨胀的原理:科学家将它们串在一根受电流影响而发热的电线上。 玉米变成爆米花,然后机器人压缩手柄或抬起负载。 在实验过程中,由36种谷物组成的机器人可以举起100克重。



EcoBot II机器人只需要廉价的原材料:从昆虫中提取的葡萄糖。 开发人员是西英格兰大学(布里斯托尔)的科学家,他们将带有细菌的燃料电池放置在机器人内部,该细菌将蛋白质转化为糖。 虽然苍蝇是手动放置在机器人中的,但未来,科学家计划为其配备诱饵陷阱。 当捕蝇器机器人能够自行进食时,它将作为自治数据收集中心运行:例如,在研究区域内传输温度和湿度。 尽管第一个原型是在2004年组装的,但新模型尚未向公众展示。

但是麻省理工学院的科学家声称该机器人是最奇特的材料。 他们从猪肠壁创建了一个微型折纸机器人,该机器人能够在人的胃和食道中移动。 正如科学家所说,它可以清除消化道中的异物,闭合伤口或提供靶向药物。 它以可溶胶囊的形式进入胃,并由于强磁场而移动。 首次成功的测试于2016年进行。


毛绒玩具中的机器人...以及其他任何东西


如何将毛绒玩具或玩偶变成机器人? 耶鲁大学的研究人员找到了答案:就在前几天,他们向世界展示了机器人皮肤。 它可以固定在任何对象上,这将成为受控机器人。

传感器和执行器是弹性安装的。 皮肤被编程为不同的动作。 而且,如果您有几层可供使用,则可以创建一个多功能机器人:例如,一个移动并捕获对象的机器人。



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电报上的Robohunter

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN424711/


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