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【原创】软体永生:自我修复机器人详解

机器人网       2017-08-18

【原创】软体永生:自我修复机器人详解

科幻电影中,机器杀手最令人恐惧之处莫过于强大的自我修复能力。科幻大师阿西莫夫的短篇小说《机器管家(Bicentennial Man)》中,机器人马丁梦想成为人类,而成为人类的方式就是是自己拥有死亡的能力。从开始穿衣服,到植入和人类一样的消化系统,最终换成人脑,他的生命最后延续了200年,成为了整整四代人一辈子的朋友。

现实之中,全机械结构的机器人仍然会面临自然老化和破损等问题。随着时间推移,由螺母、螺栓和电线组成的机身,并不能抵挡时间的侵蚀。不过现在,科学家们已经开始准备给机器人小说中马丁那样的长寿天赋。这要归功于一种能够自我修复的材料,当然也从人类身上吸取了不少,这些灵感来源与有机生命体的自动机器被称为“软体机器人”。

【原创】软体永生:自我修复机器人详解

布鲁塞尔自由大学的工程师Bram Vanderborght 表示:“软体机器人在夹持机器人、爬行机器人,内窥镜检查臂等领域有着广泛应用。”

他和他的团队在比利时成立了研究所并测试了一系列所谓的软体机器人,它们在收到伤害后都能够自动修复,并且不会留下持久的伤痕和受伤后的副作用。这种特殊材料使工业制造商们开始认真思考将其实际应用到工业开发中去的计划。

这么一个柔软、黏糊的机器人究竟有什么本事呢?想想在犄角旮旯的角落和缝隙面前,在易碎易花的玻璃幕墙和光滑的地板天花板上,人们那些无可奈何的表情吧。在这些地方,软体机器人的出现,提供了机器变形的可能,保障了作业的安全,也使机器人获得自愈的能力。(下图便是布鲁塞尔团队亚法的弹性自愈手和人造肌肉。)

【原创】软体永生:自我修复机器人详解

成也在软,败也在软。软体机器人的由于其材质而更加脆弱和不耐用。Vanderborght表示:“柔软度和灵活性同时意味着在尖锐物体和平台边缘,其自身的危险性大大增加。”

这只比利时的队伍发现软体机器人与生命体间有着剪不断的联系,因此决定运用来源于生命体本省最神奇的本领——自我修复来解决这个问题。他们仿制了三个不同对象,分别是机器人爪、手掌和人造肌肉——都由可在20到40分钟之内自我修复的材料组成。

愈合过程在80摄氏度的环境下进行,这足以破坏聚合物的分子键,并使材料在冷却到室温时在宏观和微观角度都与原来并无二致。在损伤修复之前,机器人也能够照常工作。这种修复的效率大约为98%到99%。此外,改材料还能溶解于氯仿,从而制作成其他形状,这为其回收和循环使用铺平了道路。

【原创】软体永生:自我修复机器人详解

更加令人激动的是这种材料的应用其实不光光停留在机器人上,他们表示:“机器人是一个很有前景的新领域,但新材料也能应用到其他传统的制造业中,比如一般的机器和家用设备等等,增加其使用寿命。除了实际功用以外,它也能改善人们对机器人的看法,检测、维护的成本下降带来的将是更大规模的机器人应用。”

的确,这个结果对软体机器人本身来说是一个福音,但更重要的是,人们开始从有机的人体身上得到了新材料的灵感,这是机器人开发领域的一大步。相信过不了多久,真正的机器人马丁将会出现在我们身边。

关键词:机器人