机器人既能“地上跑”也能“天上飞”
- 科技日报
- 2022-02-11 11:58
想象一下一辆小型自动驾驶汽车正在陆地上行驶,却突然将自己压扁,变成四轴飞行器飞走。据发表在最新一期《科学·机器人》杂志上的研究,美国团队设计了一种在材料层面改变形状的新方法,使用橡胶、金属和温度对材料进行变形并将它们固定在没有电机或滑轮的位置。
“当开始这个项目时,我们想要一种可做3件事的材料:改变形状、保持形状,然后恢复到原始配置,并在多个周期内完成。”弗吉尼亚理工大学机械工程系助理教授迈克尔·巴特利特说。
为了创造一个可变形结构,该团队借鉴了剪纸艺术。通过观察橡胶和复合材料中这些剪纸图案的强度,该团队创建出了具有重复几何图案的材料结构。
接下来,研究人员开发出一种能够保持形状但允许按需消除该形状的材料。他们引入了一种由嵌入橡胶皮内的低熔点合金(LMPA)制成的内骨架。通常,当金属被拉伸得太远时,金属会永久弯曲、断裂或拉伸成固定的、无法再用的形状。而将特殊合金嵌入橡胶后,当拉伸时,这种复合材料可迅速保持所需的形状,非常适合可立即承重的柔性变形材料。
最后,材料必须使结构恢复到原来的形状。研究团队在LMPA网格旁加入柔软的卷须状加热器。加热器使金属在60℃或铝熔化温度的10%时转化为液体。弹性体表皮将熔化的金属保持在原位,然后将材料拉回原来的形状,扭转拉伸,使复合材料具有“可逆塑性”。金属冷却后,它再次有助于保持结构的形状。
研究人员发现,这种受剪纸启发的复合设计可创造出复杂的形状,从圆柱体到球状再到凹凸形状。形状改变也可快速实现:用球撞击后,形状改变并在不到1/10秒内固定到位。此外,如果材料破裂,可通过熔化和重整金属内骨架来多次修复。
大自然中很多有机体都可改变形状以执行不同的功能。譬如章鱼能大幅改变形状来移动、进食或者与环境互动;人类也能弯曲肌肉进行支撑并保持;植物则可全天候移动以捕捉阳光。但在工程学中能否实现仍然未知。现在,一种变形复合材料不但强度足够,还很容易变形,使得机器人能最大化适应环境。未来这一材料带给我们的,不仅是执行多种功能任务的新一代机器人,还将有受损后自我修复的弹性设备,能在人机界面和可穿戴方面激发丰富的应用。
- 机器人
相关文章
资讯
- 11小时前
Galaxy AI时代来临,高校青年迈入AI新生活
- 1天前
AI PC是噱头还是更快的马车?
- 3天前
用AI趣表达,三星S24的AI进阶之路
- 1周前
Buzz和Skydio正合作推出输电、配电和变电站资产检查解决方案
- 2周前
欧可林携手同行共同制定数字化牙刷团体标准
- 2周前
人工智能走进产业,CeMeta森宇宙AI营销产品登陆AWE2024
- 2周前
百里挑一“萃取”数据精华,上海AI实验室开源发布高质量语料“万卷CC”
- 2周前
逆水寒手游发布 AI 影片生成工具
- 2周前
CeMeta森宇宙参展2024AWE,解锁AI营销新质生产力
- 3周前
世优科技参展MES2024,AI数字人一体机获得“商业应用创新大奖”
- 4周前
联通在线喜获两项高新技术成果转化认定
- 4周前
纤丽兰心“扁鹊三号”AI赋能大健康产业发布会在渝举行
- 4周前
AI成MWC新风向,联发科生成式AI硬实力很抢眼
- 1个月前
MWC2024开幕,联发科先进生成式AI应用展示引爆全场
- 1个月前
4999元起,联想小新2024 Pro系列新品今日开售
原创
荐读
-
5G+AR加持 晨星机器人掀起“智能化+人机交互”制造新趋势
2021世界制造业大会于11月22日在合肥落下帷幕。为期四天的大会中,作为向世界展示智能制造全面能力的窗口,联想展示了一系列让人惊喜的创新产品。现场展示的ThinkPad X1 Fold整体重量仅有1公斤,折叠起来之后的厚度大约为24毫米。当保持半开状态时,可以像拿本书一样握住,并且能同时运行两个应用程序。使用固定在中间的键盘之后,瞬间变...
-
智能手机竞争中失败,日本在联网汽车领域举步维艰
据外媒报道,在制造带有数字联网服务的汽车的竞争中,丰田汽车和日产汽车面临着被本土市场拖累的风险。与美国和欧洲的汽车消费者不同的是,日本消费者不愿意为这些联网功能和服务买单。结果就是:日本只有10%的汽车...
-
2020年河南省将推广应用3万台工业机器人
到2020年,推广应用3万台工业机器人,建设1000条智能生产线、300个智能车间、150个智能工厂……4月16日,在2018两岸智能装备制造郑州论坛上,河南省工信委发布了《2017年河南省智能制造白皮书》,河南智能制造的2020...