新闻资讯

LATEST NEWS
新闻资讯

首页 > 新闻动态 > 行业新闻

【折纸】产生的软体机器人——rollbot    日期:2019-09-24

【折纸】产生的软体机器人——rollbot


图文来源网络,如有侵权请联系删除

传统机器人


       画面中是我们印象里的机器人形象:刚硬的外壳以及强大的大脑,身躯庞大且行动不便,可能还会在关键时刻「掉链子」,需要实时为其供电。近日,哈佛大学Wyss研究所在《Science Robotics》上发表了一篇论文,展示了其受折纸启发,通过3D打印技术完成的可编程软体机器人「rollbot」。不同于传统机器人,「rollbot」机器人简单小巧,无需用电就可以进行运动,可以响应外部刺激而移动和改变形状,为未来的无系绳软体机器人铺平了道路。



制作rollbot的材料


       液态水晶弹性体(liquid crystal elastomers)——这种暴露于高温时会改变形状的材料。研究团队结合折纸工艺,在需要折叠的部分3D打印出两种不同类型的软铰链,这些铰链折叠的响应温度或速度不同,这样就可以通过编码来控制软体机器人的折叠顺序,以达到控制其运动形式的效果。


       加州理工大学机械工程和应用物理学教授Chiara Daraio解释说:“这项研究表明了,在建筑复合材料中,反应性聚合物的组合会如何针对不同刺激产生自驱动材料。在未来,人们可以通过编程材料执行更加复杂的任务,这将模糊材料和机器人之间的界限”。


       工程与应用科学学院的教授Jennifer A. Lewis补充道:“将活性材料集成到3D打印物体上的技术让人们可以设计和制造全新的软性机器人物质”。


       工程与应用科学学院和艺术科学学院的研究生Arda Kotikian说:“利用3D打印活动铰链,可以对温度响应、铰链施加的扭矩大小、铰链的弯曲角度和折叠方向进行完全编程,这些制造方法有助于将活动部件与其他材料进行整合”。


       加州理工学院的研究生Connor McMahan说:“使用铰链可以更容易地对机器人进行编程,以及控制它改变形状。而且,只需要对机器人的小部分结构进行编程而不用将整个身体变形”。



rollbot的诞生过程


        究团队利用这种折纸工艺制作了一个软体装置——五角形轮,轮子可以在有温度的平板上完成自动折叠,并向前滚动的动作,并给它起名为「Rollbot」。「Rollbot」初始是一张平坦的纸,大约8厘米长,4厘米宽,将其放在大约200摄氏度的热表面时,一组铰链会折叠,机器人随即变成五边形的轮子。 卷曲之后,嵌入在轮子五个面上的每个侧面上的铰链在与热表面接触时也会发生折叠,这样就会推着车轮转向下一侧。当该侧离开热表面时,铰链会恢复原状,为下一个循环做好准备。此外,他们还设计了一款可以自动折叠的正方体。正方体顶部铰链的响应温度为100摄氏度,当温度升高至100摄氏度时,顶层的铰链率先向内折叠。当温度继续升高至150摄氏度时,下层铰链达到响应温度,开始向内折叠。这便是哈佛大学所说的通过编程来控制软体机器人的运动。还有一种类似于回形针的结构。当把材料放置在热环境中时,铰链可以通过先后折叠顺序,折叠成紧凑的回形针。当环境冷却时,回形针还可以展开。


       据介绍这种液晶弹性体还可以通过编程以响应光、pH、湿度和其他外部刺激。未来,这些材料还可以被编程执行更复杂的任务。


放置                 运动                 正方形



回形针    

                      



 







           



上一个:暂无
46SbG3oCb0C5x5ledM7tzwtpr+vR7Ju2mCHk9PR6klL9obqW+9sfcc1I7m9gvi2wQKcobInlrVO9F/7FeT07NNDc1fjcX809nfVLGGfapOuaErwTohk53w==