Содержание[Скрывать][Показывать]
Что приходит на ум, когда вы слышите слово «робототехника»? Большинство людей представляют себе металлическую машину, работающую на электричестве. В то время как многие достижения были сделаны для создания типов роботов, обычно встречающихся в научной фантастике, есть еще одна отрасль робототехники, которая может вас удивить.
В последние несколько лет наблюдается рост интереса к мягкотелой робототехнике. Эти типы роботов могут быть получены разными способами. Тем не менее, общей темой является использование эластичных материалов для создания роботов, которые являются одновременно безопасными и адаптируемыми в различных контекстах.
Традиционные роботы с жестким корпусом, такие как те, что вы можете найти на полуавтоматической фабрике, часто не подходят для определенных сред. Эти типы роботов обычно полагаются на точные движения и алгоритмы для предотвращения столкновений. Используемый материал также может сделать его опасным при использовании вблизи людей.
Во всем мире существует множество исследовательских лабораторий, которые пытаются создать идеального робота с мягким телом.
В этом блоге мы рассмотрим недавнюю разработку Китайского университета Гонконга — так называемого робота с магнитной слизью. Мы также рассмотрим практическое применение новой технологии и ее текущие ограничения.
Что такое мягкая робототехника?
Мягкая робототехника — это подраздел робототехники, целью которого является проектирование и разработка роботов, состоящих из совместимых материалов.
Что мы подразумеваем под соответствием? Термин «податливый» в машиностроении относится к типу механизма, который достигает движения за счет упругой деформации. Это контрастирует с типичными твердыми телами, которые вы можете видеть в современных роботах.
В то время как многие роботы с жестким корпусом стратегически используют мягкие компоненты, исследования в области мягкой робототехники обычно направлены на создание полностью мягкой машины.
Вам может быть интересно, как будет двигаться мягкий робот. Исследователям пришлось разработать новые способы управления мягкими роботами без металлического каркаса, характерного для многих жестких роботов.
Некоторые исследователи используют электростатическую силу для изменения формы материалов. Другие мягкие роботы используют специальные полимеры, которые могут менять форму при нагревании материала. Эти материалы сохранят свою первоначальную форму даже после многочисленных перепадов температур.
Использование магнитного привода
Исследователи также изучили возможность создания мягких роботов, которые приводятся в действие магнитом. Исследователи из Китайского университета Гонконга разрабатывают новая форма мягкотелых роботов которые используют магниты для управления «слизевым» роботом на основе неньютоновской жидкости.
Исследователи попытались использовать другой тип материала из предыдущих исследований магнитных роботов с мягким телом.
В предыдущих исследованиях использовался силикон или феррожидкость, которые с их ограничениями. Мягкие роботы на основе эластомера или силикона имели ограниченную деформируемость, в то время как феррожидкость считалась слишком нестабильной для многих случаев использования.
Исследователи из Гонконга создали слизь из смеси поливинилового спирта (ПВС) и буры. В жидкости смешаны крошечные магнитные частицы, которые позволили исследователям манипулировать жидкостью с помощью магнитного поля.
Неньютоновская жидкость обладала свойствами самовосстановления, что позволяло роботу соединяться с другими отдельными частями и объединяться в единое целое.
Приложения и ограничения
Способность робота перемещаться по узким каналам привела к некоторым возможным применения в сфере здравоохранения.
Например, робот-слизь может быть проглочен человеком и использован для извлечения вредных предметов без хирургического вмешательства.
Исследователи также показали в своей статье, что используемая жидкость также является проводящей. Это означает, что магнитная слизь может действовать как переключатель цепи и, возможно, как средство восстановления поврежденной схемы.
Магнитная слизь может действовать как датчик движения, который может адаптироваться к изгибу и динамическим механическим условиям.
Хотя все эти приложения являются многообещающими, в лучшем случае они все еще являются предложениями, и потребуются дополнительные исследования для дальнейшего улучшения производительности робота-слизи.
Исследователи отметили, что сама слизь токсична и в настоящее время не пригодна для использования в организме человека. Магнитные частицы, управляющие слизью, делают робота-слизь токсичным. Исследователям нужно было добавить слой кремнеземного покрытия, чтобы сделать слизь безопасной в использовании.
Заключение
Область мягкой робототехники все еще относительно нова, но уже подает большие надежды. Потенциальное использование роботов с мягким телом в медицинских и хирургических целях может привести к спасению большего количества жизней. Идея носимых мягких роботов потенциально может помочь людям с ограниченными возможностями.
Меня даже поразило, что ученые НАСА начали развивать роботы с мягким телом, чтобы помочь астронавтам оставаться в безопасности на орбите.
Будем надеяться, что дополнительные исследования раскроют весь потенциал мягкотелой робототехники в мире, где люди все больше и больше доверяют машинам.
Что вы думаете о будущем мягкой робототехники?
Оставьте комментарий