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用于下一代软机器人的微型可伸缩泵

  • 机器人
  • 2019-08-15 14:03:22

软机器人比刚性前辈具有明显的优势:它们可以适应复杂的环境,处理易碎物体并与人类安全地互动。它们由硅树脂,橡胶或其他可拉伸聚合物制成,非常适合用于康复外骨骼和机器人服装。有朝一日,可以部署柔软的生物机器人来探索偏远或危险的环境。

大多数软机器人由刚性的噪音泵驱动,将液体推入机器的运动部件。因为它们通过管子连接到这些庞大的泵,所以这些机器人具有有限的自主性并且最多穿着很麻烦。

切割软机器人的系绳

EPFL软测量实验室(LMTS)和智能系统实验室(LIS)的研究人员与日本东京Shibaura理工学院的研究人员合作开发了第一台完全软的泵 - 即使电极也是柔性的。重量只有一克,泵完全静音,消耗很少的电力,它来自一个2厘米×2厘米的电路,包括一块可充电电池。“如果我们想要驱动更大的机器人,我们将几个泵连接在一起,”LMTS主管Herbert Shea说。

这种创新的泵可以摆脱系绳的软机器人。“我们认为这是软机器人领域的一种范式转变,”Shea补充道。研究人员刚刚发表了一篇关于他们在自然界工作的文章。

软泵还可用于在嵌入智能衣服的薄柔性管中循环液体,从而使衣服能够主动冷却或加热身体的不同区域。例如,这将满足外科医生,运动员和飞行员的需求。

它是如何工作的?

柔软且可拉伸的泵基于当今用于在超级计算机等系统中循环冷却液的物理机制。泵具有直径为1mm的管形通道,其内部印有多排电极。泵充满介电液体。当施加电压时,电子从电极跳跃到液体,给一些分子带来电荷。随后将这些分子吸引到其他电极上,随着它们将剩余的流体拉过管子。“我们可以通过调整电场来加速流动,但它仍然完全保持沉默,”LMTS的博士后和该研究的主要作者Vito Cacucciolo说。

研究人员成功地将他们的泵植入一种广泛用于软机器人实验室的机器人手指中。他们现在正与日本的Koichi Suzumori实验室合作,该实验室正在开发流体驱动的人造肌肉和灵活的外骨骼。

EPFL团队还安装了带管的织物手套,并表明可以使用泵根据需要加热或冷却手套区域。“它有点像你的家庭供暖和制冷系统,”Cacucciolo说。该应用程序已经引起了许多公司的兴趣。

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