有(yǒu)觸感又能自(zì)愈的機器人正在變成現實
發布日期:2018-01-06
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人類皮膚是難以複製的,因為它不僅柔韌、有觸感且能夠自愈。然而,科學家們(men)的最新發現(xiàn)正在賦予機(jī)器人皮膚這樣(yàng)的特性。
你以為隻有生命體的皮膚才(cái)柔韌抗壓(yā),有觸感,可以自愈?最近的研(yán)究(jiū)成果表明(míng),機器人的皮膚也可以,甚(shèn)至比人類皮膚表現得更好。
英國格拉斯哥大學的研究人員使(shǐ)用石(shí)墨烯,開發出了一種觸覺比人手(shǒu)更靈敏的(de)電子機器人皮膚。
據外(wài)媒報道,格拉斯哥大(dà)學教授Ravinder Dahiya表示,新開發的機器人皮膚本(běn)質上是一種觸覺(jiào)傳感器,科(kē)學家們將利用它造出更輕巧的義肢,以(yǐ)及表麵皮膚(fū)摸起來更柔軟、更自然的機器人。
而這種傳感器也是邁向更柔軟的機器人和更靈敏的觸摸屏傳感(gǎn)器的第一步。
這種低功耗智能機(jī)器人(rén)皮膚由一層單原(yuán)子層石墨烯製(zhì)成。皮膚每平方厘(lí)米的功率為20納瓦,相當於目前可用的最低質量的光伏電池。雖然皮膚的光伏電池產生的(de)能量(liàng)還(hái)不能存儲(chǔ),但工程團(tuán)隊正在探索將未使用的能源轉移到電池(chí)中的方法,以(yǐ)便(biàn)在需要時可以使用。
石(shí)墨烯(xī)是目前發現的最薄(báo)、強度最大、導電(diàn)導熱性能最強的一種新型納(nà)米材料。由於其良好的(de)強度、柔韌、導電等特性,它(tā)在物理學、材料學、電子信息(xī)等領(lǐng)域具有廣闊的應用潛力。
在光學特性方麵,有研究數據表明,單(dān)層石墨烯對可見光以及近紅外波段光垂直的吸收率僅(jǐn)為(wéi)2.3% 。
“如何讓陽光透過覆蓋在光伏電池上的皮膚是(shì)我們真正的(de)挑戰。”Ravinder對《先進功能材料》(
Advanced Functional Materials)表示。
“無論是何種光線,98%都能到達太陽能電池。” Dahiya對BBC解釋道,太陽能電池產生的電能被用於產生觸覺。“它的觸覺比(bǐ)人類的皮(pí)膚要好上一個數量級。”
皮膚給予了機器人手臂應有的按壓反饋(kuì),使其可以更好地控製(zhì)抓取物體的力量,即便是易碎的雞蛋也(yě)可以(yǐ)穩穩地(dì)拿起和放下。
Dahiya 表示:“下一步是開發支持這項研究的發電技(jì)術,並用它來驅動假手的電機,這可以讓我們創建一個完全能量自主的假肢。”
此外,這種性能(néng)優越的機器人皮(pí)膚也(yě)並不昂貴,Dahiya表示(shì),5-10平(píng)方(fāng)厘米的新型皮膚隻需花費1美元的成本。事實上(shàng),石墨烯能(néng)做到的遠不止賦予機器手臂敏銳的觸感這一(yī)點,它還能幫助(zhù)機器人(rén)皮膚自(zì)愈。
據futurism報道,印度科學家在期刊
Open Physics發表的的最新研(yán)究發現(xiàn),石墨烯具有強(qiáng)大的自我修複功能。科(kē)學家們希望能將這一特性應用到傳感器領域,讓機器(qì)人也和人類一樣擁有皮膚自我修複功能。
傳統的金屬機器人皮膚的延展性較差,容易出現裂隙和破損(sǔn)。然而如果石墨烯製成的亞納米傳感器可以感知到裂隙,那麽機器人皮膚就可以阻止裂隙進一步擴大,甚至修複裂隙。研究數據表明,當裂隙超過臨界位移閾值後,自(zì)動修複功能就會自動啟動。
“我們希(xī)望通過分子動力模擬(nǐ)過(guò)程觀察原始和有缺陷的單層石(shí)墨烯的自愈行為,同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,論文的主(zhǔ)要撰寫者Swati Ghosh Acharyya表(biǎo)示 :“在室溫且沒有(yǒu)任何外部刺激的情況下(xià),我(wǒ)們能夠觀察到(dào)石墨烯的自我修複(fù)行為。”
來自印度的研究人員表示,這(zhè)項(xiàng)技術將(jiāng)會迅速投入應用,或許就(jiù)是下一代機器人。
