世界前沿!这个像蜗牛一样的机器人能干大事!

工业机器人 2025-04-04 08:28www.robotxin.com工业机器人教育

布里斯托尔工程学院的科研人员从生物皮肤及蜗牛等软体生物的活动中汲取灵感,创造出了一种全新的人造皮肤机器人,它能在各种环境中自由爬行和抓握物体。由机器人学教授乔纳森·罗西特领导的团队,成功开发出一种可拉伸的仿生机器人皮肤,这种皮肤集成了人工肌肉和电粘附技术,为软体机器人带来了全新的可能性。

这项令人瞩目的研究成果已在《Soft Robotics》杂志上发表。新研发的仿生皮肤机器人具有自动操作、自动抓握和自动定位的功能,其设计理念源于对自然生物皮肤的深入研究。该机器人被形象地描述为一种可卷起并轻松放入口袋的新型智能结构。它的设计理念是将人工肌肉与电粘附技术嵌入柔软的复合材料中,从而形成一种可拉伸且功能多样的人造皮肤——ElectroSkin。

ElectroSkin的设计融合了介电弹性体致动器和软电胶的特性,能够在不同的区域实现主动或被动的工作模式。活动区域可以作为机电执行器或静电夹具元件,甚至同时担任两者角色。这种嵌入式多模态技术为人造皮肤赋予了新的能力,使其能够抓握和移动物体,甚至实现自我移动。制造这种电子皮肤的材料主要包括全软弹性体和易于获得的导电材料。

研究团队通过展示第一条软自驱动传送带和一款可装袋的全软履带机器人,充分证明了ElectroSkin的功能性。这款新型皮肤不仅具有自我驱动、自我抓握和自我定位的能力,而且为功能性柔软智能复合材料、可展开机器人、柔软智能输送机以及精确抓握和操纵等领域带来了革命性的潜力。

与传统的刚性机器人不同,软机器人具有更高的兼容性,可以适应各种环境。过去的软机器人在移动和抓握方面一直存在分离的情况。而ElectroSkin的诞生,将这两者完美融合,实现了软机器人在移动中抓握表面的能力。

论文中,研究团队详细描述了如何将ElectroSkin机器人从口袋中拉出并部署到移动表面上的过程。这款机器人可以像皮肤一样扭绞、卷起并轻松携带。它代表了全新一代软机器人的基础构建块。

鉴于当前软功能器件的限制,例如结构复杂性、体积庞大以及能量效率低等问题,科学家通过融合两种新兴驱动技术的共同特征和材料,提出了全新的解决方案。他们成功地将人工肌肉与电粘附技术结合,创造出一种全新的类皮肤机器人——ElectroSkin。这种机器人的最大特点是完全柔软、可拉伸,并且利用易于控制和储存的电能进行驱动。它既克服了传统机器人的刚性限制,又实现了在复杂环境中的高效操作。

未来,ElectroSkin机器人的应用场景非常广泛。它们可以用于环境监测和部署、精密物体的抓取、可穿戴设备等领域。甚至还可以想象它们在未来能够攀爬墙壁、跨越天花板进行清洁和等任务。

Rossiter教授表示:“ElectroSkin是迈向可轻松运输、部署甚至穿戴的软机器人的重要一步。人工肌肉与电粘附技术的结合让我们得以模仿蜗牛等生物的运动方式,我们的机器人可以走得更远!”这一突破性成果为未来软体机器人的发展开启了崭新的篇章。

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