適用于下一代軟機(jī)器人的微型可伸縮泵 由勞拉-安妮PESSINA和Nicola Nosengo
由勞拉-安妮PESSINA和Nicola Nosengo在洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種微型泵，可以在自主機(jī)器人柔軟，輕便的外骨骼和智能服裝的發(fā)展起到了很大的作用。靈活，靜音且僅重1克，可以替代目前使用的剛性，嘈雜和笨重的泵�？茖W(xué)家的工作剛剛在《自然》上發(fā)表。
軟機(jī)器人比其僵硬的前額有一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)：它們可以適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，處理易碎的物體并與人類安全地交互。它們由硅樹(shù)脂，橡膠或其他可拉伸聚合物制成，非常適合用于康復(fù)外骨骼，例如NCCR機(jī)器人“可穿戴機(jī)器人”研究線中正在開(kāi)發(fā)的外骨骼以及機(jī)器人服裝。未來(lái)有一天，可以大規(guī)模部署受生物啟發(fā)的軟體機(jī)器人來(lái)探索遠(yuǎn)程或危險(xiǎn)的環(huán)境。
大多數(shù)軟體機(jī)器人由剛性，嘈雜的泵驅(qū)動(dòng)，將流體推入機(jī)器的運(yùn)動(dòng)部件。由于它們通過(guò)管子連接到這些笨重的泵上，因此這些機(jī)器人的自主性有限，重量也很麻煩。
削減軟機(jī)器人的束縛
EPFL的軟傳感器實(shí)驗(yàn)室（LMTS）和智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室（LIS –由NCCR機(jī)器人總監(jiān)Dario Floreano領(lǐng)導(dǎo)）的研究人員與日本東京芝浦工業(yè)大學(xué)的研究人員合作，開(kāi)發(fā)了第一個(gè)完全柔軟的泵–甚至電極都是柔性的。該泵僅重一克，完全無(wú)聲，消耗的功率很小，它是通過(guò)一個(gè)2厘米x 2厘米的電路（包括一個(gè)可充電電池）獲得的。LMTS的負(fù)責(zé)人赫伯特·希亞（Herbert Shea）說(shuō)：“如果要驅(qū)動(dòng)更大的機(jī)器人，我們會(huì)將多個(gè)泵連接在一起。這種創(chuàng)新的泵可以擺脫軟機(jī)器人的束縛�！拔覀冋J(rèn)為這是軟機(jī)器人領(lǐng)域的一次范式轉(zhuǎn)變，” Shea補(bǔ)充道。
軟泵還可以用于使液體在嵌入智能服裝的細(xì)軟管中循環(huán)，從而使服裝可以主動(dòng)冷卻或加熱人體的不同部位。例如，這將滿足外科醫(yī)生，運(yùn)動(dòng)員和飛行員的需求。
它是如何工作的？
柔軟而可伸展的泵基于當(dāng)今用于在超級(jí)計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)中循環(huán)冷卻液的物理機(jī)制。該泵有一個(gè)直徑為1mm的管狀通道，其內(nèi)部印有電極行。泵中充滿了電介質(zhì)液體。當(dāng)施加電壓時(shí)，電子從電極跳到液體，使一些分子帶電。這些分子隨后被吸引到其他電極，沿著它們與其余的流體一起通過(guò)管道拉動(dòng)。LMTS的博士后，這項(xiàng)研究的主要作者Vito Cacucciolo說(shuō)：“我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)電場(chǎng)來(lái)加快流動(dòng)速度，但仍保持完全安靜�！�
適用于下一代軟機(jī)器人的微型可伸縮泵 由勞拉-安妮PESSINA和Nicola Nosengo
日本開(kāi)發(fā)的人造肌肉
研究人員已經(jīng)成功地將泵植入了一種在軟機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室中廣泛使用的機(jī)械手指。他們現(xiàn)在正在與Koichi Suzumori在日本的實(shí)驗(yàn)室合作，該實(shí)驗(yàn)室正在開(kāi)發(fā)流體驅(qū)動(dòng)的人造肌肉和靈活的外骨骼。
EPFL團(tuán)隊(duì)還為織物手套配備了試管，并表明可以使用泵根據(jù)需要加熱或冷卻手套的區(qū)域�！八墓ぷ髟眍愃朴谀募彝ス┡椭评湎到y(tǒng)，” Cacucciolo說(shuō)。該應(yīng)用程序已經(jīng)引起了許多公司的興趣。