科學(xué)家提出3種新型軟體肌肉設(shè)計(jì)
機(jī)器人正在掌握一種新的軟權(quán)力。研究人員為其配備了一種和人類(lèi)肌肉一樣能提供力量和敏捷性的新型肌肉。這種肌肉不會(huì)壓到并且破壞操控的物體，因此或許有一天能幫助新一代軟體機(jī)器人執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)從采摘水果到幫助老年人。
機(jī)器人，尤其是被用于制造業(yè)的機(jī)器人，一直擅長(zhǎng)執(zhí)行需要很大力氣的重復(fù)性任務(wù)，比如將轎車(chē)底盤(pán)焊接在一起。不過(guò)，它們的動(dòng)作往往是僵硬的，KUKA機(jī)器人維修，KUKA機(jī)器人示教器維修，不適合力量需要變化的任務(wù)。它們還可能對(duì)靠其太近的人帶來(lái)危險(xiǎn)。機(jī)器人技術(shù)研究人員正試圖創(chuàng)建更加柔軟且能同人類(lèi)一起工作的機(jī)器人，甚至是幫助癱瘓的人行走的假肢。
兩種軟體肌肉技術(shù)跳到臺(tái)前：能將氣體或者液體泵入軟袋以創(chuàng)建特定動(dòng)作的氣壓傳動(dòng)裝置，以及在絕緣軟塑料周?chē)鷳?yīng)用電場(chǎng)從而使其跟著特定動(dòng)作變形、被稱(chēng)為介電彈性體驅(qū)動(dòng)器的設(shè)備。雖然氣壓傳動(dòng)裝置力量很大并且很容易制造，但抽運(yùn)器可能會(huì)很笨重，移動(dòng)氣體和液體也會(huì)很緩慢。雖然介電彈性體驅(qū)動(dòng)器速度很快且節(jié)省能量，但經(jīng)常在一股電流將塑料燒毀時(shí)出現(xiàn)災(zāi)難性的停工。
如今，由美國(guó)科羅拉多大學(xué)物理學(xué)家ChristophKeplinger領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)將兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)嫁接在一起，創(chuàng)建了像肌肉一樣的軟體制動(dòng)器。其能利用電力驅(qū)動(dòng)小袋子中液體的流動(dòng)。這種設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單。制動(dòng)器從含有絕緣液體（比如來(lái)自超市的常規(guī)菜籽油）的小塑料袋子開(kāi)始。當(dāng)研究人員在放置于袋子兩側(cè)上的電極之間施加電壓時(shí)，它們被吸到一起，從而擠壓液體并導(dǎo)致其流向附近區(qū)域。該方法的要點(diǎn)在于制動(dòng)器能改變形狀，并且和其相連的任何物體都能移動(dòng)。
Keplinger和同事在《科學(xué)》和《科學(xué)機(jī)器人學(xué)》雜志上的兩篇論文中報(bào)告稱(chēng)，他們創(chuàng)建了3種可同哺乳動(dòng)物骨骼肌的精度和力量媲美的軟體肌肉設(shè)計(jì)。在發(fā)表于《科學(xué)》雜志的論文中，他們證實(shí)，一系列環(huán)形制動(dòng)器擁有使機(jī)器人手爪采摘并且拿住樹(shù)莓的靈活性。他們還表示，如果電弧放電在電極之間的絕緣液體中發(fā)生，任何損壞都能在放電停止時(shí)被及時(shí)修復(fù)。而在《科學(xué)機(jī)器人學(xué)》雜志上，機(jī)器人維修，Keplinger團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱(chēng)，他們創(chuàng)建了另外兩種和人類(lèi)二頭肌一樣能實(shí)現(xiàn)線(xiàn)性收縮的肌肉設(shè)計(jì)，從而使其舉起遠(yuǎn)超體重的東西。