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通常情況下，當我們想到機器人時，我們會條件反射到由剛性塑料或金屬制成的機器，如通常在工廠環(huán)境中使用的類型。雖然剛性機器人確實有其用武之地，但在有些情況下，軟性機器人也更有用。今天，大量的研究正被投入到創(chuàng)建軟體機器人中，普林斯頓大學的研究人員發(fā)明了一種新的方法來制造它，這被稱為泡沫鑄造。
大學的研究人員將他們的方法描述為利用"花式氣球"，這種氣球在充滿空氣時可以預測地改變形狀。他們的新方法是將氣泡注入液體聚合物中，使材料凝固并充氣，使其能夠彎曲和移動。利用這種方法，研究人員已經創(chuàng)造了抓手、拍打的魚尾和其他裝置，最終目標是利用他們的新方法來創(chuàng)造新型的軟體機器人。
軟體機器人在某些情況下特別有用，如挑選訂單并將其放入箱子和其他任務。軟體機器人也被認為更適合于它們將與人類一起操作的情況。剛性機器人給人類帶來了巨大的傷害風險，而利用軟性機器人則可以消除這種風險。剛性機器人通常也無法處理特別脆弱的物品，如水果、蔬菜或雞蛋。
軟體機器人在未來也有望在醫(yī)療保健領域占有一席之地，其潛在的使用場景包括幫助康復的可穿戴外衣，等等。設計軟體機器人最困難的方面之一是如何控制其拉伸和變形的方式。軟體機器人的拉伸和變形方式控制著它們的運動方式，而且它們擁有以多種方式移動和擴展的潛力。
普林斯頓大學創(chuàng)造的方法依賴于一種叫做彈性體的液體聚合物。彈性體冷卻后成為一種橡膠和彈性材料，并通過注射到一個模具中而被塑造。該模具可以有無數種形狀，包括簡單的飲管或復雜的形狀，如螺旋形和其他。接下來，研究人員將空氣注入液體彈性材料，形成一個長長的氣泡，擴大模具的長度。
重力使氣泡上升到頂部，彈性體排到模具的底部，一旦它變硬，就可以取出來，用空氣進行充氣。當用空氣充氣時，有氣泡的一面會伸展并卷曲到較厚的底座上。軟體機器人如何變形是通過控制在固化過程中允許多少時間排氣來控制的，這樣可以讓彈性體更多地固化，在頂部形成更薄的薄膜。
這層薄膜越薄，充氣時發(fā)生的拉伸就越多，帶來更多的彎曲能力。研究人員可以控制各種因素，包括彈性材料在模具中冷卻的厚度，彈性材料沉降到模具底部的速度，以及允許固化的時間，這些都決定了彈性材料在完成后如何移動，流體力學正在為他們做這些工作。
其中一個更有趣的設計是上圖中的星形。當它被充氣時，星形的手臂創(chuàng)造了一個有效的抓手，能夠抓住物體進行提升。研究人員還設計了能夠抓取黑莓的軟手，一個像肌肉一樣收縮的線圈，以及能夠在空氣作用下單獨卷曲的手指。研究人員指出，他們可以使用他們所說的任何人都可以使用的方程式來預測一個形狀將如何移動。還值得注意的是，他們的方法不需要3D打印機或其他昂貴的工具。
浙公網安備 33010602000006號
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