有觸感又能自愈的機器人正在變成現實
發(fā)布日期:2022-03-20
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人類(lèi)皮膚是難以複製的,因為它不僅柔韌、有觸(chù)感且能(néng)夠(gòu)自愈。然而,科學家們的最新發現正在賦(fù)予機器人皮膚這樣的特(tè)性。
你(nǐ)以為隻有生命體的皮膚才柔韌抗壓,有觸感,可以自愈?最近的研究成果表明,機器人的皮膚也可以,甚至比人類皮(pí)膚表現得更好。
英國格拉斯哥大學的研究(jiū)人員使用石墨烯,開發出了一種觸覺比人手更靈敏的電子機器人皮膚。
據外媒報道,格拉斯哥大學教授Ravinder Dahiya表(biǎo)示,新開發的機器人皮膚本質上是一種(zhǒng)觸(chù)覺傳感器,科(kē)學家們將利用它造出更輕巧的(de)義肢,以及表麵皮膚摸起來更(gèng)柔軟、更自然的機器人。
而這(zhè)種傳感(gǎn)器(qì)也是邁向更柔軟的機器人和(hé)更靈敏的觸摸屏傳(chuán)感器的第一(yī)步。
這(zhè)種低功耗智能機器人皮膚由一層單原子層石墨烯(xī)製成(chéng)。皮膚每平(píng)方厘(lí)米的功率為20納瓦(wǎ),相當於目(mù)前可用的最低質量的光伏電池。雖(suī)然皮膚的光伏電池產生(shēng)的能量還不(bú)能存儲,但工程團隊正在(zài)探索將未使用的(de)能源轉移到電池中的方法,以(yǐ)便(biàn)在需要時(shí)可以使用。
石墨烯是(shì)目(mù)前發現的最薄、強度最大、導電(diàn)導(dǎo)熱性能最強的一種新型納米材料。由於其(qí)良好的強(qiáng)度、柔(róu)韌、導電等特性,它在物理(lǐ)學、材料學、電子信息等領域具有(yǒu)廣闊的應用潛力(lì)。
在光學特性方麵,有研究數據表明,單層石(shí)墨烯對可(kě)見光以及近紅外波段光垂直的吸收率僅為2.3% 。
“如何讓陽光透過覆蓋在光伏電池上的皮膚(fū)是糖心VLOG官网真正的挑戰。”Ravinder對《先(xiān)進功能材料》(
Advanced Functional Materials)表示(shì)。
“無論是何種光線,98%都能到達太陽能電池。” Dahiya對BBC解釋(shì)道,太陽能電(diàn)池產生的電能被用於產生(shēng)觸覺(jiào)。“它的觸覺比人類的皮膚要好上一個數(shù)量級。”
皮膚給予了機器人手(shǒu)臂(bì)應有的按壓反饋,使(shǐ)其可以更好地控製抓(zhuā)取物體的力量,即便是易碎的雞蛋也可以穩(wěn)穩地拿起和放(fàng)下。
Dahiya 表示:“下一步是開發支持這項研究的發電技術,並用它來驅動假手的電機,這可以讓糖心VLOG官网創(chuàng)建一個完(wán)全能(néng)量自主的假肢。”
此外,這種性能優(yōu)越的機器人皮膚也並不(bú)昂貴(guì),Dahiya表示,5-10平方厘(lí)米的新型皮膚隻需花費1美元的成本。事實(shí)上(shàng),石墨(mò)烯能做到的遠(yuǎn)不止賦予機器手臂敏銳的觸(chù)感這一點,它還能幫(bāng)助機器人皮膚自愈。
據futurism報道,印度科學家(jiā)在期刊(kān)
Open Physics發表的的最新研究發現,石墨烯具有強大的自我修複功能。科學家們希望能將這一特性應用到傳感器領域,讓機器人也和人類一(yī)樣擁有皮膚(fū)自我修複功能。
傳統的金屬機(jī)器人皮膚的延展性較差,容易(yì)出現裂隙(xì)和破損。然而如果石墨烯製成的亞納米(mǐ)傳感器(qì)可以感知到裂(liè)隙,那麽機器人皮膚就可以阻止裂隙進一步擴(kuò)大,甚(shèn)至修複裂隙。研究數據表(biǎo)明,當裂隙超過臨界(jiè)位移(yí)閾值後,自動修複功能就會自動啟動(dòng)。
“糖心VLOG官网希望通過分(fèn)子動力(lì)模擬過程觀察原始和有缺陷的單(dān)層石墨烯的自愈行為,同(tóng)時也觀察石墨烯在亞納米傳感器裂隙定位過程中的表現。”在接受采訪時,論(lùn)文(wén)的(de)主要撰(zhuàn)寫者Swati Ghosh Acharyya表示 :“在室溫且沒有(yǒu)任何外部刺激的情況下(xià),糖心VLOG官网能夠觀察到石墨烯的自我(wǒ)修複行為。”
來自印度的研究人員表示,這項技術將會迅速投(tóu)入應用,或許就是下一代機器人(rén)。