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自我修复机器人肌肉比人更强,更快,更灵活 - 他们只需花费10美分

更新了 | 科学家创造了与大象一样强壮的灵活机器人肌肉,并像章鱼一样弯曲。 这些柔软但强大的新型人造肌肉可以感知自己的运动,并通过电击来自我修复。 更重要的是,它们的成本仅为10美分。

根据与 发表的论文,科罗拉多大学博尔德分校的研究人员受到有机肌肉的启发,开发出柔软的“致动器”。该技术可以简化庞大的金属机械,使它们能够模仿人体运动。

该团队用植物油和水凝胶电极填充弹性袋。 当通电时,电极周围的油痉挛。 这会拉动电极,使整个人造肌肉收缩并在几毫秒内释放。 这些运动可以击败人体肌肉反应的速度。

通过定制袋子的形状,研究人员创造了各种具有独特机芯的执行器。 例如,圆环形执行器帮助机器人抓手拿起了覆盆子。 这些特殊的肌肉在一百多万个收缩周期中存活下来。

该团队称灵活的肌肉为“液压放大的自我修复静电”执行器或HASEL执行器。

Peano HASEL执行器足够灵活,可以举起一个鸡蛋。 Kellaris等人/ Sci Robot

“我们从生物肌肉的惊人能力中汲取灵感,”科罗拉多博尔德大学两篇论文和助理教授的高级作者Christoph Keplinger 。

Keplinger补充道,“就像生物肌肉一样,HASEL执行器可以重现章鱼臂的适应性,蜂鸟的速度和大象的力量。”

博士生和科学论文的主要作者埃里克·阿科姆在一份声明中说:“能够制造电动软驱动器,每秒几次提升一加仑水是我们以前从未见过的。”

固体液体

使用一层绝缘液体还可以使肌肉从电损伤中愈合。 这使它们具有优于具有固体绝缘层的其他“软机器人”致动器的优势。

由于电气损坏,固体层可能会停止工作。 液体绝缘材料更具弹性,并在电气损坏后立即恢复。

就像人体肌肉一样,执行器可以感知环境输入。 电子元件产生一种电容器,根据致动器的伸展存储势能。 这可以通过测量来确定肌肉的应变。

低成本机器人

一种装置--Peano-HASEL执行器 - 包括三个聚合物小袋,由与薯片袋相同的材料制成。 这种材料既便宜又灵活。

Peano-HASEL执行器由与薯片袋相同的材料制成。 Kellaris等人/ Sci Robot

科罗拉多大学博尔德分校的博士生,科学机器人研究的主要作者尼古拉斯·凯拉瑞斯说:“即使是现在,我们也可以将这些设备制作成10美分左右。” “这些材料成本低,可扩展,并与当前的工业制造技术兼容。”

电力饥饿的肌肉

虽然超强肌肉比我们自己更强壮,更快速,更灵活,但它们并不完美。 目前,强大的肌肉因对电力的渴求而受阻。

Acome解释说:“操作所需的高电压是向前发展的挑战。但是,我们已经在努力解决这个问题,并且已经在实验室设计了使用本文所用电压的五分之一的设备。”

这不是软机器人第一次生产出非常灵活的执行器。 去年,来自哈佛大学和麻省理工学院的团队 。

展望未来,科罗拉多团队的目标是开发他们的机器人产品组合,以满足更广泛的应用需求。

本文已更新,包含有关人造肌肉的更多信息。