2019-07-10 23:23:01
可编程软驱动器显示了软机器人的巨大潜力

TU Delft的研究人员开发了高度可编程的执行器,类似于人手,结合了软硬材料来执行复杂的运动。这些材料具有很大的潜力,可以安全有效地与人类和其他精致物体相互作用的软机器人。科学家在7月8日的问题上报道了他们在“材料地平线”中的工作。

柔软的

“机器人通常很大而且很重。但是你也想要机器人可以微妙地行动,例如在处理人体内的软组织时。研究这个问题的领域,软机器人,现在真的起飞了,”教授说。 Amir Zadpoor负责监督Materials Horizon的研究。

“你真正想要的东西,类似于人手的特征,包括柔软的触感,快速而准确的动作和动力。这就是我们柔软的3D打印可编程材料努力实现的目标。

可调性

柔软的机器人由于其柔软的触感,可以安全有效地与人类和其他精致物体相互作用。需要软可编程机制来为新一代机器人提供动力。灵活的机械超材料在机械不稳定的基础上工作,在其架构结构中提供了前所未有的功能,使其作为软机构具有潜在的前景。 “然而,目前提出的机械超材料的可调性非常有限,”研究人员和第一作者Shahram Janbaz说。

可编程的

“我们现在介绍一些超可编程机械超材料的新设计,不仅可以在很宽的范围内选择和调整驱动力和振幅,还可以选择和调整驱动模式。我们还演示了如何使用这些软驱动器的一些例子在机器人领域,例如作为力开关,运动控制器和拾取和放置的末端执行器,“Janbaz说。

屈曲

“该功能已经包含在材料中,”Zadpoor解释道。 “因此,我们必须更深入地研究屈曲现象。这曾经被认为是设计失败的缩影,但在过去几年中已经被用来开发具有先进功能的机械超材料。一般是软机器人,特别是软驱动器然而,释放屈曲驱动材料的巨大潜力取决于解决迄今为止所提出的设计的主要限制,即其可编程性的有限范围。我们能够计算和预测更高的设计材料。屈曲模式,使材料倾向于这些更高的模式。“

三维打印

“因此,我们提出了具有高度可编程性的多材料屈曲驱动超材料,”Janbaz说。 “我们将基于预测计算模型的合理设计方法与先进的多材料增材制造技术结合到三维印刷多孔材料中,在其单元格的中心和角落部分中任意分布软和硬材料。使用几何和空间作为主要设计参数的材料特性的分布,我们开发了软机械超材料,其作用机构的驱动力和驱动幅度可以调整。“

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