工程师打造出一种新型软体机器人:可从路面机器人变为无人机

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  • 2022-02-10 16:42

大多数机器人都是为某一特定工作而设计的,且适应性不强。但弗吉尼亚理工大学的工程师们现在已经开发出一种软体机器人,它可以变形为一系列的形状,如驾驶、飞行或游泳机器人,而这要归功于充满一种金属的橡胶表皮,它可以在液体和固体形式之间轻松转换。

为了打造一个拥有如此多功能的机器人,研究人员首先设计了一种材料,它可以根据需要改变其形状,根据需要保持该形状很长时间然后再恢复到原来的配置,另外还可以多次这样做。这种材料是由一个弹性内骨骼组成,其被切割成三角形的剪纸图案。在这种材料内部则是一个含有低熔点金属合金的管网以及一组卷须状的加热器。该结构可跟致动器、电机和其他部件相结合,然后用于运动和改变形状。

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据了解,机器人一开始是平的,里面的金属为液体形式。它可以被弯曲和拉伸成机器人所需的形状,在这一点上,金属会硬化成固体并保持该形状。在完成任何任务后则可以打开加热器,将金属加热到60°C,然后使其熔化并使机器人恢复到原来的形状。在那里,它会准备好被重新塑造成它接下来需要做的任何事情。它可以在不到十分之一秒的时间内变形并固定形状。

在测试中,该团队使用这种材料创造了一个可以沿地面行驶的机器人,然后变形为一个飞行无人机。从本质上讲,它是一个扁平的板材,在飞行配置中带有朝上的螺旋桨,而在其驾驶形式中,它类似于一个弯曲的玉米饼形状,车轮则接触地面。

另一个测试模型将这种材料作为潜水艇的基础,它可以潜入水族馆底部,然后舀起弹珠并将它们带到水面。

这项研究的论文共同作者Edward J. Barron III说道:“我们对这种材料为多功能机器人带来的机会感到兴奋。这些复合材料足够强大,可以承受来自马达或推进系统的力量,但又可以轻易地变形,这使得机器可以适应它们的环境。”

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