仿生软体机器人又出新花样:鳗鱼的外表和弹簧一样的身体

2021-08-03 09:28:48
海外星云 2021年4期
关键词:生物研究

近日,巴塞罗那科技大学的研究人员开发了一种基于骨骼肌的生物混合型软体机器人。在爆发模式下,该饥器人一秒钟就能游出自己3倍身长的距離。

该研究团队在发表于Science子刊science Robotics上的论文中,描述了他们开发和测试软机器人的过程。

鳗鱼的外表和弹簧一样的身体

为了不断提高软体机器人的性能,科学家们开始将目光投射到动物组织一类的“天然材料”。其中,骨骼肌和心脏肌肉的利用颇受欢迎。

不过,骨骼肌和心脏肌肉各有利弊。通常情况下,基于骨骼肌的软体机器人灵活度较低、力度较弱。而此次西班牙研究人员通过特特殊设计克服了这两个问题,让他们的仿生软体机器人具有更高的灵活性和可变形性,并对环境具有更高的适应性,从而使本次软体机器人在水中能比同类机器人游得更快。

研究人员以鳗鱼为原型,为机器人设计出一个蛇形弹簧骨架,并不断优化它的形状以达到更为仿真的效果。优化后,研究人员采用了一种叫做聚二甲基硅氧烷(PDMS)的有机硅物料,通过3D打印将这一骨骼框架制作了出来。

据悉,该机器人身长约260微米,在受到电刺激时可进行移动,其中电荷会使肌肉收缩,从而压缩内部的骨骼弹簧。

蛇形仿生机软体机器人

通过放电刺激,机器人的骨骼肌会收缩,从而可压缩内部骨骼弹簧,在接触电荷刺激后,弹簧中的能量被释放,如此便可推动机器人前进。

这个过程就像人们手动压缩弹簧再释放一样,只不过将动力源从人手换成了电流,这种设计使得机器人只能在一个方向上移动。……

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