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软机器人可能是未来的工厂工人,降低机器人危险的一种简单方法是在泡沫上涂上泡沫以吸收碰撞的冲击,中国机器人网,vrovro.com
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软机器人可能是未来的工厂工人,降低机器人危险的一种简单方法是在泡沫上涂上泡沫以吸收碰撞的冲击
2020年12月30日    阅读量:     新闻来源:中国机器人网 vrovro.com  |  投稿

工厂工人通常通过物理屏障与机器人隔离,以最大程度地减少事故。但这阻止了除最基本的合作之外的所有合作。


降低机器人危险的一种简单方法是在泡沫上涂上泡沫以吸收碰撞的冲击中国机器人网vrovro.com。但是这种方法仅取得了有限的成功。另一种可能更有效的替代方法是使机器人本身变软且柔软,因此它们更像是肉肉动物,而不是冷硬的机器。


这些软机器人将由重量轻且可变形的材料制成,例如塑料和橡胶。如果他们与某人相撞,后果就像撞到另一个人一样-烦人但不太可能造成伤害。因此,将不再需要安全屏障,机器人和人类可以更加紧密地合作。


一个机器人可以做支撑沉重的分量,而人的执行就可以了复杂的装配任务的辛勤工作。该机器提供了强大的功能,而人则提供了大脑,极大地改善了人机协作当前可以实现的目标。


通过在电动机和机械连杆之间放置弹簧,已经做出了一些努力来减少碰撞的影响。但是具有弹性而不是僵硬的机器人要精确控制要困难得多。想象一下,尝试用一根长长的,灵活的钓鱼竿末端击中目标。已经开发出其他系统,当需要更精确的控制时,它们可以从非常有弹性的转变为刚硬。但是这类机器人仍然很重,如果与人碰撞会造成严重伤害。


新机器人的操作方式。图片来源:索尔福德大学

启发动物的机器人


取而代之的是,最新的研究集中在受没有骨骼的动物启发的柔性机器人上,例如毛毛虫,蠕虫,章鱼或象鼻。它们将具有一些独特的功能,例如抓住细腻的物体而不损坏它们或将自己包裹在障碍物周围。而且由于它们是轻量的,因此如果发生碰撞,冲击力将很低。另外,柔软的机器人会在撞击时变形,从而将力分散到更大的区域,从而减少了受伤的机会。


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到目前为止,软机器人通常很小,无法承载大量重量。没有坚固的骨架,大型机器人甚至动物就没有足够的力量支撑自己的体重。这将软机器人技术的应用限制在抓手和手之类的设备上。


我和我在索尔福德大学 自治系统和机器人中心的同事们已经构建了可变刚度的机器人手臂,我们希望它将在向更大的软机器人方面取得进展。这个新手臂重约1kg,但可以举起和移动5kg的负载。这比传统的刚性工业机器人的功率重量比高得多。


传统的机器人是围绕骨骼建造的,骨骼具有使关节能够移动的关节,而我们的设备则使用一系列由轻质橡胶和塑料囊制成的充气肌肉,这些囊在充满空气后会收缩,这实际上是一种充气机器人。它的形状和大小取决于充气的肌肉,并且可以像大象的树干一样弯曲,弯曲和变硬。


就像在我们的身体中一样,机器人的某些肌肉的动作与其他人的动作相反。如果机器人增加所有肌肉的输出力,则机器人会变得更加僵硬。如果我们拉紧三头肌和二头肌,我们的身体会看到相同的效果,我们的肘部保持在相同的位置,但是关节变得更加僵硬。


这不是制造更大的软机器人的唯一方法。例如,另一种方法涉及使用人造肌腱将力从笨重的刚性电机(远离人的位置)传递到软臂。不同种类的机器人可能需要不同的方法。


尽管进行了这项研究,但是开发大型且有用的软机器人仍然是一个挑战。机器人越大,它可能越重并且变得越危险。但是新材料也许可以在这里提供帮助。例如,被称为石墨烯的碳的二维形式非常坚固,但重量轻且具有柔性。因此也许有一天我们可以看到大型的基于石墨烯的软机器人。有了这些进步,工厂工人很快就会发现障碍已经消除,并发现自己与机器人同事并肩工作。


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