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自愈机器人

自愈机器人图片来源:Bram Vanderborght,布鲁塞尔自由大学的机器人

工程师们已经设计出可以自愈的软体机器人。


成绩单

机器人,治愈自己。我是Bob Hirshon,这是科学更新。

由软柔软的材料制成的机器人是处理水果和蔬菜,协助手术,安全地与人互动。但它们也容易造成尖锐物体和其他危险。现在,工程师在期刊中写作科学机器人他们创造了柔软的机器人,可以治愈自己的伤口。Vrije Brussels大学研究生Seppe Terryn表示,它们由一个柔性聚合物网络制成,可以用热量修复自己。

Terryn
有点像3D蜘蛛网。当加热时,聚合物的微观流动性会增加,它可以缓慢地流入切口并封住切口。这使得机器人可以伤害自己,但之后会痊愈。

泰瑞说,下一步是在机器人体内安装传感器,这样机器人就能知道自己何时受损。我是美国科学促进会的鲍勃·赫森。manbetx注册与登录


研究的意义

随着机器人技术的进步,机器人的设计使用的是金属和塑料等刚性材料以外的材料。软机器人技术是机器人技术的一个分支,研究的是用高度柔顺的材料制造机器人,类似于在有机体中发现的材料。此外,它还借鉴了生物移动和适应环境的方式。与用刚性材料制造的机器人相比,柔性机器人可以增加完成任务的灵活性和适应性,以及在人类周围工作时提高安全性。这些特点允许其在微创手术和食品处理中使用。它们在康复和修复中起着重要的作用。

然而,有一个问题研究人员已经遇到过这些软机器人,是它们更容易受到尖锐物体和高压的影响,而不是比较刚性的机器人。为了试图绕过这个普通话,Vrije布鲁塞尔大学的研究人员正在努力开发出由橡胶状聚合物或弹性体制成的机器人,这是一种抗体的聚合物 - 可以愈合。

为了测试自愈合聚合物的概念,在布鲁塞尔自由大学Bram Vanderborght的领导下,研究生Seppe Terryn制造了一个抓取器、机械手和人造肌肉,所有这些都具有自愈合能力。他们用看起来有点像果冻的橡胶聚合物制造了这些设备,它们具有内置的愈合能力。

一旦他们的设备被制造出来,他们就通过撕裂或切割来测试它们。然后,他们将这些设备置于80摄氏度的高温下。研究人员发现,当这种聚合物暴露在这种温度下约40分钟时,这种材料能够愈合。在25摄氏度的温度下度过24小时后,受损的机器人的力量和灵活性也得到了恢复。

但为什么这种材料能够治愈?橡胶状聚合物由微观链网络组成,允许发生Diels- ald反应(该反应允许通过分子制备新的键)。当施加热量时,它会导致链接断裂,使聚合物材料更加迁移在微观水平上。移动性允许分子缩小它持续损坏的差距。然后,当材料冷却时,初始性质几乎完全恢复。

研究这些机器人的研究团队希望能够在机器人上添加传感器,以检测它们何时何地受伤,然后对受伤部位进行针对性的加热,使其痊愈。

现在试着回答以下问题:

  1. 什么是软机器人?
  2. 为什么这些机器人有用?这些机器人用于什么类型的任务?
  3. 使用软机器人的一个缺点是什么?
  4. 布鲁塞尔自由大学(Vrije University of Brussels)的研究人员是如何解决这一劣势的呢?
  5. 软机器人是如何自我治愈的呢?
  6. 你能想到其他改进这些机器人设计的方法吗?

你可以听机器人的材料科学更新以了解有关机器人材料如何灵感的更多信息。

你也可以看看这个自我愈合材料延长机器人寿命来自AAAS的视频了解manbetx注册与登录有关科学家在布鲁塞尔Vrije大学的科学家进行的研究。

这里是一个能像金刚狼一样治愈的机器人科学杂志


要进一步


为教师

本科学更新将是与学生开放设计,发明和创新的讨论的好方法。您可以与您的学生倾听它,并使用建议的讨论问题,以使他们不仅考虑与这些特定机器人的设计有关的科学,还要考虑他们可能会做些什么来改善设计或提出设计他们自己。

你也可以把这个科学更新与一些来自科学网络链接的关于创新和发明的经验联系起来,特别是使用仿生学。意甲赞助商万博下面列出了这些经验教训。


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