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[視頻]機器人應用材料領域或成為下一個風口

2015年11月25日 星期五 來源:PUWORLD獨家發布 我來說兩句 保存為書簽

11月23日,意大利聖安娜大學生物機器人研究所主任Paolo Dario在2015世界機器人大會上表示,“機器人帶來的影響甚至會超過互聯網。除了工業機器人和服務機器人領域,我們還要關注機器人更深入的用途,因為機器人具有非常大的潛力。 ”

機器人研究力量聚焦的目光從最初的機械、材料、計算機、傳感等領域,更多投入生命科學。機器人發展的趨勢是融合機電一體化、人工智能、多模態感知、新能源、新材料、網絡通訊、認知科學、人機交互、仿生設計和控製的最新技術,是一個多學科、綜合性的領域。

機器人發展的動力來自兩個方麵:一是新技術發展的推動,二是新應用的拉動。從這兩個方麵,推動和拉動了機器人技術的發展。

納米和微納米技術的發展給機器人提供了新的應用領域。

微納米技術給機器人的發展有什麼推動和新的應用?我們知道微納米技術的發展重要的方麵是出現了很多新的材料,如納米碳管、石墨烯,把這些材料變成有用的裝置,比如傳感器、電子元器件,其中很重要的過程就是製造過程。在製造過程中,我們需要有工具,還有一些加工過程。我們有車床、銑床和裝配的過程。但是在微納米領域,由於材料尺寸非常小,看不到也摸不著,就給加工帶來了很多困難,要做到這一點首先要開發一些新的工具和新的製造手段,這樣才能把微納米材料變成變成有用的元器件。

機器人技術就在這裏麵起到了一個很重要的作用,幫助人們把原來看不到、摸不著的,變成了能看到、能摸著的,還可以進行裝配和生產。我們開發了一套微納米的機器人,這個機器人可以把納米環境中物質之間的作用力直接拓展,讓操作者可以感覺到,這樣可以直接控製微納米機器人,對微納米尺度的物質和材料進行操作,而且可以自動的進行操作和裝配。

隨著材料科學的發展,用人造肌肉等組成機器人,製成所謂“軟體機器人”,將帶來機器人領域的革命。與腦科學結合,可以使機器人的一些行為直接受控於人。與生命科學的結合,將產生類生命機器人。

案例:

· 高分子材料能製造“人工肌肉”和仿真機器人

目前,有一種“人工肌肉”的新型高分子材料,能夠替代人體病變的肌肉,實現相應的機能。

材料科學領域的不斷進步使組成機器人的各個部分能獨立自主地做出動作和反應,因此,未來的機器人或許能自動改變形狀,且能在更多領域找到用武之地。比如,碳纖維就是一個活生生的例子,英國研究人員最初借用碳纖維的物理強度來製造飛機,但現在,我們能在網球拍、手機殼等很多物品上找到其“倩影”。

這種高分子材料還可以用來製成仿真機器人和義肢。與傳統機器人義肢相比,高分子材料製成的機器人和義肢更加輕便靈活,效率也更高。不過有研究人員表示,這種新型高分子材料還在開發研究中,一些相關器件還處於實驗室研發階段。

· 由蠟和聚氨酯泡沫製備的相變材料

由蠟和聚氨酯泡沫製備的相變材料可能使機器人從固態向濕軟狀態轉變,並且又可以恢複到固態。

這種材料由MIT和Stony Brook University開發,期望未來機器人能實現軟硬狀態的互相轉變,這種特點的機器人在外科手術中將大有作為,比如軟機器人在進行手術時,將不會破壞組織和血管。軟硬互變材料的機器人,由於其可壓縮性、靈活性和柔韌性,或許可以用於一些救災中,製備這種機器人最初的想法是來自軟體動物章魚。

 
 
 
 

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