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有了这种“机器人皮肤” 柔软的物品都能“动起来”

2018-10-10 14:18 来源:光明网

弹性板内装有传感器和执行器。

这小马玩具腿上装了机器人皮肤就能动起来了。

“机器人皮肤”固定在衣服上可纠正坐姿。

最近,来自耶鲁大学的研究人员开发了一项新型“机器人皮肤”技术,日常的用品一旦穿上这件“机器人皮肤”,瞬间就能变为机器人。

这款机器人皮肤由耶鲁大学的机械工程与材料科学助理教授瑞贝卡·卡莱莫-波提基洛的实验室开发。波提基洛说:“通过使用这一技术,用户能够设计出自己的机器人系统,同时这项技术将来可以应用于搜救机器人到可穿戴技术的各个领域。”这项工作成果近期发表在《科学·机器人》杂志上。

怎么动起来?

每个人都可根据需求创造出机器人

这种机器人皮肤由弹性板制成,在弹性板上嵌入了由实验室开发的传感器和执行器。

该项技术主要是通过将机器人皮肤固定在可变形物体表面上,比如毛绒动物玩具或泡沫轴,借由机器人皮肤的结构使得物体运动起来。同时,根据所固定的柔软物体的属性和应用机器人皮肤方式的不同,这种临时组成的机器人还可执行不同的任务。

“用这些机器人皮肤包裹住某个物体,执行某种任务——例如让这个物体移动一段距离,然后把机器人皮肤拿下来,再放在另一个物体上,执行另一个任务,比如抓取和移动别的物体。也可以把这些机器人皮肤固定在一件衬衫上,就能制成一种会动的可穿戴设备。”“传统意义上的机器人通常只具有设计者设定的某些功能。然而,机器人皮肤则允许用户根据自己的需要快速创造出具有多种功能的机器人。”波提基洛说,“这意味着它们可以被应用于设计者都没想到的情形。”

未来有何作用?

设备还能简化,可用3D打印

此外,通过多个机器人皮肤的组合使用,物体还能实现更为复杂的运动。他说,“将皮肤分层,然后就可以用每层皮肤的组合实现不同类型的运动。现在我们可以实现联合运动——例如,在压缩某个物体的同时弯曲它。”

为了演示机器人皮肤的功能实现,研究人员制作了一些机器人原型:一款像蠕虫一样蠕动的泡沫轴,一款用于纠正不良姿势的衬衫式可穿戴设备,以及一款可以抓住并移动物体的夹持器。“这个项目的灵感来源于几年前,当时NASA正呼吁人们开发软机器人系统。这项技术就是与NASA合作设计的,其多功能和可复用的特性将令宇航员能够使用相同的可复用材料完成一系列不同的任务。比如,一块包裹在泡沫塑料上用来制作机械手臂的皮肤,可以摘下来再用来制作能在粗糙表面上翻滚的‘火星漫游者’机器人。”

“在设计机器人皮肤时,我非常看重多功能性,特别是对于深空探索来说,环境是不可预知的,”波提基洛说。“如何为未知的情况做好准备是非常重要的问题。”

实验室的下一步计划将致力于简化设备,并尝试借助使用3D打印组件制作机器人皮肤。

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[ 编辑: 吴慧颖 ]
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