哈佛大学在仿生机器人上又取得突破性成果,发明了首个全自动的章鱼仿生机器人“八爪怪”。这是全球首例完全柔性、完全自主运动、自带燃料、无需电池的软体机器人,不包含任何刚性电子元件如电池或计算机芯片等,并且其运动无需连接计算机。具有软萌的章鱼哥外形,又具备翩翩起舞的运动能力,轰动一时,堪称机器人界的“网红”。 虽然看起来很像小孩子生日聚会上礼品袋里的玩具,但“八爪怪”仿生机器人却无疑代表了机器人技术惊人的进步。随着“八爪怪”进一步的完善,在未来将有望被应用于海洋探测与救援、海水温度检测甚至军事勘测等诸多领域。
为了让大家更加了解科学家是如何制造出“八爪怪”软体机器人,DT君走进了哈佛大学詹尼弗·刘易斯(Jennifer Lewis)实验室。 废话不多说,我们先来图解“八爪怪”的制造过程: 研究人员称量制作“八爪怪”身体的硅酮混合物 研究人员准备用于3D打印的铂金属墨水 自制的章鱼形状模具,用于构造“八爪怪”的身体 “八爪怪”的中心是一个柔性微流控芯片,作为机器人的“大脑”,控制所有八个触手的运动。 第一步,将硅酮混合物倒入章鱼模具,覆盖芯片。 然后,3D打印机在硅酮树脂中打印两种墨水线条:铂金属墨水用于与“燃料”双氧水反应形成驱动机器人触手运动的气体;另一种墨水将作为牺牲层,在烘烤步骤蒸发掉,在机器人身体内部形成中空的管道,用于气体流通。 用来制作“八爪怪”的全套工具和模具,研究人员尝试了300多次才成功实现自主运动的“八爪怪”。 植入“八爪怪”身体中央的微流控芯片的细节特写图。 制作章鱼形状模具的设备 通常,“八爪怪”本体是无色的,有时用一些显眼的染料来表明结构。
这里显示的不同颜色标明了气体通过“八爪怪”的通路,用于交替控制其四只触手,帮助其进行移动。“八爪怪”机器人大约2英寸长。
这张图是瞎拍着玩儿的,“八爪怪”在黑暗中能发光 该实验室的研究生瑞安·特鲁比(Ryan Truby)表示:“所有的部分都是自主制作的”。其中,“八爪怪”软体机器人材料部分的研究正是在该实验室进行的,而“八爪怪”的章鱼形状模具和微流控芯片则是由罗伯特·伍兹(Robert Woods)实验室研发的。制作“八爪怪”的材料就是很多微流控实验室中常用的材料,但是研究者尝试了300多次实验才得到最佳的“配方”。 在下面的视频中,您可以将整个过程再次体验一回: 首先,研究者将微流控芯片放入自制的章鱼形状模具中;然后,向空模具中注入硅酮(聚硅氧烷)混合物,覆盖芯片;最后,研究者利用3D打印机在硅酮材料中打印两种墨水线条,然后烘烤四天。烘烤将使得整个章鱼形状密封,并使其中打印的两种墨水之一蒸发掉,只留下中空的导管,最终用于使气压流过并控制其运动。
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