有這么一個(gè)能溶于水的機(jī)器人,最近登上了 Science 子刊,還是封面:
沒錯(cuò),就是身上裝了壓力感應(yīng)器,可用游戲手柄操控的正經(jīng)軟體機(jī)器人:
能 360° 轉(zhuǎn)圈,也能自主推開大鐵球:
但放入水中,兩天左右就能完全融化:
嗯…… 或許是因?yàn)檫@個(gè)機(jī)器人是由糖、檸檬酸、甘油一類的可食用原材料 3D 打印而成的,咂吧一口融化后的水,可能還有點(diǎn)甜味兒……
而這種材料最多可重復(fù)打印 5 次,同時(shí)還能保持 70% 以上的初始性能指標(biāo)。對于每天都要產(chǎn)生超過 10 萬噸科技垃圾的現(xiàn)代社會來說,可以說是一碗價(jià)值千金的糖水了。
可溶解的機(jī)器人
先來看看打印這樣一個(gè)機(jī)器人所需的配料表:
糖漿,7 克
檸檬酸,1 克
甘油,9 克
去離子水,4 克
明膠粉,6.66 克
(乍看還以為在做什么好吃的)
將糖漿加熱到 60°,然后將檸檬酸和甘油溶解在去離子水中,再倒入糖漿攪拌,最后加入明膠粉,讓其浸泡至少 24 小時(shí)。
然后將上述混合物在 85℃的烤箱中加熱 1 小時(shí) 15 分鐘,并在真空下的行星攪拌機(jī)中混合 3.5 分鐘,得到均勻的溶液。
也就是一種特殊的生物凝膠“墨水”。
得到的這種墨水擁有 300% 的可拉伸性,可以進(jìn)行全方位的運(yùn)動,彎曲角度最高是 74°,可以拉伸到原來的 6 倍。
檸檬酸的加入則調(diào)節(jié)了 pH 值以防止細(xì)菌生長,這使得這種材質(zhì)在污水中也能幾天之內(nèi)就完全酶解。
然后先打印一個(gè)柱狀物:
機(jī)器人的一個(gè)特征就是“可感知變化作出反應(yīng)“,所以接下來是打印一個(gè)可拉伸的波導(dǎo)(Waveguide)傳感器:
打印出來的長條看上去像一個(gè)沒有包層的“數(shù)據(jù)傳輸線”,只不過這條線在附在上述柱狀物表面后,可以準(zhǔn)確得感知其變形情況:
通過這種高精度的傳感器網(wǎng)絡(luò),就能實(shí)時(shí)獲取執(zhí)行器的彎曲狀態(tài),感知到與周圍物體的接觸事件的信息。
于是,當(dāng)研究者們加入了一些簡單的這搜索和擦拭程序時(shí),這種材料的軟體機(jī)器人就能自主地定位其周圍的障礙物,并通過推動將其移除。
就像開頭所展示的推走大鐵球一樣。
這種材料所帶來的高度可重復(fù)性,更自由的彎曲程度、更高的靈敏度將使得軟體機(jī)器人能更好地應(yīng)用在手術(shù)工具、康復(fù)設(shè)備、抓手、行走和游泳機(jī)器上。
作者介紹
論文一作 A. HEIDEN 來自奧地利的約翰?開普勒林茨大學(xué),目前為軟體物質(zhì)物理(Division of Soft Matter Physics)部門的一員:
論文:
https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abk2119#
廣告聲明:文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接(包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式),用于傳遞更多信息,節(jié)省甄選時(shí)間,結(jié)果僅供參考,IT之家所有文章均包含本聲明。