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[视频]机器人应用材料领域或成为下一个风口

2015年11月25日 星期五 来源:PUWORLD独家发布 我来说两句 保存为书签

11月23日,意大利圣安娜大学生物机器人研究所主任Paolo Dario在2015世界机器人大会上表示,“机器人带来的影响甚至会超过互联网。除了工业机器人和服务机器人领域,我们还要关注机器人更深入的用途,因为机器人具有非常大的潜力。 ”

机器人研究力量聚焦的目光从最初的机械、材料、计算机、传感等领域,更多投入生命科学。机器人发展的趋势是融合机电一体化、人工智能、多模态感知、新能源、新材料、网络通讯、认知科学、人机交互、仿生设计和控制的最新技术,是一个多学科、综合性的领域。

机器人发展的动力来自两个方面:一是新技术发展的推动,二是新应用的拉动。从这两个方面,推动和拉动了机器人技术的发展。

纳米和微纳米技术的发展给机器人提供了新的应用领域。

微纳米技术给机器人的发展有什么推动和新的应用?我们知道微纳米技术的发展重要的方面是出现了很多新的材料,如纳米碳管、石墨烯,把这些材料变成有用的装置,比如传感器、电子元器件,其中很重要的过程就是制造过程。在制造过程中,我们需要有工具,还有一些加工过程。我们有车床、铣床和装配的过程。但是在微纳米领域,由于材料尺寸非常小,看不到也摸不着,就给加工带来了很多困难,要做到这一点首先要开发一些新的工具和新的制造手段,这样才能把微纳米材料变成变成有用的元器件。

机器人技术就在这里面起到了一个很重要的作用,帮助人们把原来看不到、摸不着的,变成了能看到、能摸着的,还可以进行装配和生产。我们开发了一套微纳米的机器人,这个机器人可以把纳米环境中物质之间的作用力直接拓展,让操作者可以感觉到,这样可以直接控制微纳米机器人,对微纳米尺度的物质和材料进行操作,而且可以自动的进行操作和装配。

随着材料科学的发展,用人造肌肉等组成机器人,制成所谓“软体机器人”,将带来机器人领域的革命。与脑科学结合,可以使机器人的一些行为直接受控于人。与生命科学的结合,将产生类生命机器人。

案例:

· 高分子材料能制造“人工肌肉”和仿真机器人

目前,有一种“人工肌肉”的新型高分子材料,能够替代人体病变的肌肉,实现相应的机能。

材料科学领域的不断进步使组成机器人的各个部分能独立自主地做出动作和反应,因此,未来的机器人或许能自动改变形状,且能在更多领域找到用武之地。比如,碳纤维就是一个活生生的例子,英国研究人员最初借用碳纤维的物理强度来制造飞机,但现在,我们能在网球拍、手机壳等很多物品上找到其“倩影”。

这种高分子材料还可以用来制成仿真机器人和义肢。与传统机器人义肢相比,高分子材料制成的机器人和义肢更加轻便灵活,效率也更高。不过有研究人员表示,这种新型高分子材料还在开发研究中,一些相关器件还处于实验室研发阶段。

· 由蜡和聚氨酯泡沫制备的相变材料

由蜡和聚氨酯泡沫制备的相变材料可能使机器人从固态向湿软状态转变,并且又可以恢复到固态。

这种材料由MIT和Stony Brook University开发,期望未来机器人能实现软硬状态的互相转变,这种特点的机器人在外科手术中将大有作为,比如软机器人在进行手术时,将不会破坏组织和血管。软硬互变材料的机器人,由于其可压缩性、灵活性和柔韧性,或许可以用于一些救灾中,制备这种机器人最初的想法是来自软体动物章鱼。

 
 
 
 

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