軟機(jī)器人比其僵硬的前額有一個(gè)明顯的優(yōu)勢：它們可以適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，處理易碎的物體并與人類安全地交互。它們由硅樹脂，橡膠或其他可拉伸聚合物制成，非常適合用于康復(fù)外骨骼和機(jī)器人服裝。有一天，可以部署受生物啟發(fā)的軟機(jī)器人來探索遠(yuǎn)程或危險(xiǎn)環(huán)境。

大多數(shù)軟機(jī)器人由剛性，嘈雜的泵驅(qū)動(dòng)，將流體推入機(jī)器的運(yùn)動(dòng)部件。由于它們通過管子連接到這些笨重的泵上，因此這些機(jī)器人的自主性有限，充其量也很麻煩。

切割軟機(jī)器人的系繩

EPFL的軟換能器實(shí)驗(yàn)室(LMTS)和智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(LIS)的研究人員與日本東京芝浦工業(yè)大學(xué)的研究人員合作，開發(fā)了首款完全軟的泵-甚至電極都是柔性的。該泵僅重一克，完全無聲，消耗的功率很小，它是通過一個(gè)2厘米x 2厘米的電路(包括一個(gè)可充電電池)獲得的。“如果要驅(qū)動(dòng)更大的機(jī)器人，我們會將多個(gè)泵連接在一起，”工程學(xué)院LMTS主任赫伯特·希亞(Herbert Shea)說。

這種創(chuàng)新的泵可以擺脫軟機(jī)器人的束縛。“我們認(rèn)為這是軟機(jī)器人領(lǐng)域的一次范式轉(zhuǎn)變，” Shea補(bǔ)充道。研究人員剛剛發(fā)表了一篇關(guān)于他們在《自然》中的工作的文章。

軟泵還可以用于使液體在嵌入智能服裝的細(xì)軟管中循環(huán)，從而使服裝可以主動(dòng)冷卻或加熱人體的不同部位。例如，這將滿足外科醫(yī)生，運(yùn)動(dòng)員和飛行員的需求。

它是如何工作的?

柔軟而可伸展的泵基于當(dāng)今用于在超級計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)中循環(huán)冷卻液的物理機(jī)制。該泵有一個(gè)直徑為1毫米的管狀通道，其內(nèi)部印有電極行。泵中充滿了電介質(zhì)液體。當(dāng)施加電壓時(shí)，電子從電極跳到液體，使一些分子帶電。這些分子隨后被吸引到其他電極，沿著它們與其余的流體一起通過管道拉動(dòng)。LMTS的博士后，這項(xiàng)研究的主要作者Vito Cacucciolo說：“我們可以通過調(diào)節(jié)電場來加快流動(dòng)速度，但仍保持完全安靜。”

在日本發(fā)展人造肌肉

研究人員已經(jīng)成功地將泵植入了一種在軟機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室中廣泛使用的機(jī)械手指。他們現(xiàn)在正在與Koichi Suzumori在日本的實(shí)驗(yàn)室合作，該實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)流體驅(qū)動(dòng)的人造肌肉和靈活的外骨骼。

EPFL團(tuán)隊(duì)還為織物手套配備了試管，并表明可以使用泵根據(jù)需要加熱或冷卻手套的區(qū)域。“它的工作原理類似于您的家庭供暖和制冷系統(tǒng)，” Cacucciolo說。該應(yīng)用程序已經(jīng)引起了許多公司的興趣。