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透明的人造肌肉,可在软机器人中伪装
2020年08月28日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

变得透明的能力是相当大的进化优势,因为它可以使动物与周围环境融为一体,避免掠食者并掩盖其活动。具有类似功能的机器人在许多应用中可能具有巨大价值,例如,协助进行监视和研究,包括在其自然栖息地观察动物。


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新加坡国立大学的研究人员最近制造了一种透明的人造肌肉,该肌肉可以用来制造能够自我伪装的生物灵感机器人中国机器人网vrovro.com。这种独特的结构在2019年IEEE机器人与仿生国际会议(ROBIO)上发表的一篇论文中介绍,基于电介质弹性体致动器(DEA),这是一类电活性聚合物,通常用于制造软机器人,人造肌肉和柔性设备。


尽管它们具有诸如柔性和导电性之类的有利特性,但是常规DEA不能模仿具有伪装能力的动物所获得的透明外观。实际上,大多数这些聚合物是由粘稠的深色材料制成的,例如碳脂,它们不能变成透明的。另一方面,新加坡国立大学的研究人员使用DEA结合了更透明的材料来构建人造肌肉。


研究人员在论文中写道:“在这项工作中,通过利用聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)和水性聚氨酯(WPU)的混合物作为顺应性电极来证明透明的人造肌肉,”研究人员在论文中写道。


与DEA通常使用的碳脂和其他材料相比,研究人员使用的PEDOT:PSS / WPU共混物是固体,导电且透明的。在一系列初步评估中,由这些材料混合物制成的人造肌肉在200%的电压感应面积应变下,在整个可见光谱范围内的透射率为88%。


为了证明他们制造的人造肌肉的可行性和优势,研究人员使用它们制造了一个完全透明的软机器人可以与周围环境融合。这是有史以来首批能够有效在陆地上伪装的透明机器人之一,要实现这种挑战远比在水中透明要困难。


研究人员在论文中解释说:“完全透明的机器人可以在特定频率下不对称振动,并在保持彩色背景伪装的情况下展示平移运动。”


最初的结果很有希望,因为他们建造的机器人既可以高效移动,又可以很好地隐藏自己。将来,该机器人可以帮助生物学家研究难以观察到的动物行为,例如猎物/捕食者的动态。此外,相同的基于PEDOT:PSS / WPU的人造肌肉可用于创建其他可以伪装自己的动物灵感机器人。


在接下来的研究中,研究人员可以研究提高机器人的耐用性和鲁棒性的方法。例如,这可以通过使用不同的透明电极并在机器人的肌肉上施加其他保护层来实现。


研究人员还计划将其他电子组件添加到他们创建的透明软机器人中,包括电源,电路和控制单元。相应地调整他们使用的透明组件和机器人的身体。这最终可能使机器人不受束缚,从而使其能够自主运行(即,无需外部电源)并运行更长的时间。


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