打造可编程化的软体机器人
近年来软体机器人发展迅速,它们迫不及待地希望剔除身体中的“硬骨头”——金属部件,在这条剔除之路上,来自哈佛的博士后Preston制作出了一台柔性计算机,不但剔除了“骨头”,还希望将软体机器人打造得可编程化。
一个软体机器人,连接到一个气球,浸没在一个透明的水柱中,下潜然后上浮,然后潜水和浮出水面,就像一条追逐苍蝇的鱼。这对已有的软体机器人而言实在不是一个复杂的技巧,但与大多数软机器人不同,这款机器人的和操作都没有硬件和电子部件的参与。
在这个机器人系统中,一台柔性的橡胶计算机告诉气球何时上升或下降。这款机器人完全依赖于软数字逻辑。
在过去的十年中,软机器人已经涌入到了金属占主导地位的机器人领域。由橡胶硅树脂材料制成的夹具已经用于生产线上缓冲爪抓取水果和蔬菜,如西红柿,芹菜和香肠。
而在实验室中,夹具可以拾取光滑的鱼,活老鼠甚至昆虫,从而代替人们完成更多的任务。
软机器人所需要的控制系统比硬机器人更简单。这主要是因为夹具是如此的柔软,不会产生过大的压力损坏物体,这样就不需要进行校准压力,简单的实现开关就足够了。但到目前为止,大多数软机器人仍然依赖于某些硬件金属阀、橡胶夹持器和臂的空气通道。
现在,研究人员用橡胶和空气建造了一台柔软的计算机。
DanielJ. Preston表示“我们正在模仿电子计算机的思维过程,只使用软材料和气动信号,用压缩空气代替电子设备“,他是P发表论文的第一作者,也是GeeWhisides的博士后研究员。
Preston的软计算机使用硅胶管和加压空气模拟该系统。为了实现复杂操作所需的最小类型的逻辑门——NOT(非),AND(与)和OR(或),他编程软阀以对不同的空气压力作出反应。例如,对于NOT逻辑门,如果输入为高压,则输出为低压。Preston表示,”通过这三个逻辑门,你可以复制任何电子计算机上的任何行为。”显然这是对图灵深邃思想的又一次运用。
例如,水箱中的浮动鱼状机器人使用环境(改进的非门)来确定要采取的行动。
当感应到水箱顶部的高压时,机器人下潜
当感应到深处的高压时,机器人上浮。
如果有人按下外部软按钮,机器人也可以执行相应的命令。
这样仅使用软部件制造的机器人有几个好处。在工业环境中,大型金属机器运动时可能来不及减速而撞到人类,如果是金属机器人就可能会造成严重的伤害。,如果一个柔软的机器人撞到一个人,对你而言可能就是享受了一把按摩。不仅仅是更安全软体机器人通常更便宜,更简单,重量更轻,耐损坏和腐蚀性材料。
对于铝,氢氧化钠好客的让你与它融为一体
对于咱们的软体机器人,显然要好过些
经过编程化,机器人可以感知用户的温度并进行软挤压以指示发烧,当水压上升过高时向潜水员发出警报,或者在自然灾害后清楚废墟以帮助找到受害者。软机器人也可以进行运用到电子设备的研究中比如,核故障后的高辐射场或外太空中产生的辐射场,以及(MRI)机器的内部。亦或在飓风或洪水过后,一个“强壮”的软机器人可以管理危险的地形和有害的空气。
Preston说“如果它被汽车碾过,它就会继续运转,这对硬机器人而言是难以实现的。(除非你确实足够硬)”Preston及其同事不是第一个不通过电子设备来控制机器人的研究人员。其他研究团队设计了微流体电路,可以使用液体和空气来创建非电子逻辑门。,微流体逻辑电路通常依赖于硬质材料,如玻璃或硬塑料,并且它们使用这样的薄通道,一次只有少量空气可以通过,从而减慢机器人的运动。相比之下,Preston的通道直径更大——接近1毫米,这使得空气流速更快。
他的空气夹持器可以在几秒钟内抓住物体。微流体电路的能量效率也较低。即使在休息时,这些设备也使用气动,它将空气从大气流到真空或压力源以保持静止。Preston的电路在休眠时不需要能量输入。在机器人远离可靠能源的紧急情况或灾难情况下,这种节能显得至关重要。
橡胶机器人也提供了诱人的可能性隐形(这可能是抄袭了水母)。根据Preston选择的材料,他可以设计一个与特定物质进行索引匹配的机器人。,如果他选择一种在水中伪装的材料,机器人在浸没时会显得透明。在未来,他和他的同事们希望创造肉眼看不见甚至是声纳探测的自主机器人。
显然这个点子很有意思,在气动原理的基础上辅以离散化的气压实现计算机化,只是不知道点子能否实现。
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