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研究进展:使用聚氨酯弹性体的软体机器人可实现自我修复

时间:2022-12-15 作者:超级管理员 点击:514次

       如果机器人要冒险进入人类无法进入的偏远环境,例如深海环境或遥远的太空,它们不仅需要能量和到达那里的方式,而且还需要能够照顾自己.关于我自己。


   为此,由康奈尔工程学院机械和航空航天工程副教授领导的团队将光学传感器与复合材料相结合,创造出一种软体机器人,可以检测任何地方的损坏,然后就地进行自我修复。


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  研究人员说,“我们的实验室一直在努力让机器人的寿命更长、更敏捷,这样它们就能以更高的容量运行更长的时间。问题是,如果你让机器人长时间运行时间,它会累积损坏。那么我们如何让他们修复或处理这种损坏?


  此修复的第一步是机器人必须能够识别需要修复的内容


  该研究团队的有机机器人实验室多年来一直在从皮肤到可穿戴技术的各个方面使用弹性光纤传感器。这使得软体机器人和相关组件尽可能地灵活和实用。


  在光学传感器中,来自LED的光通过光波导传输,当材料变形时,光电二极管可以检测到光束强度的变化。这项技术的优点之一是,如果波导被刺破或切断,它仍然能够传输光。


  研究人员将传感器与聚氨酯-尿素弹性体相结合,该弹性体包含用于快速愈合的氢键和用于增加强度的二硫化物交换。


  结果是用于动态传感的自我修复SHeaLDS光导,可提供可靠的动态传感,抗损坏,并且在室温下无需任何外部干预即可从切口中自我修复。


  为了演示这项技术,研究人员将SHeaLDS安装在一个类似于四足海星并配备反馈控制的软体机器人中。在研究人员将一条腿总共刺了六次之后,机器人能够在大约一分钟内检测到损伤并自行修复每条伤口。机器人还可以根据感知到的障碍自动调整步态。


  这种材料虽然坚固,但并非坚不可摧。


  研究人员说,“它们具有与人体相似的特性。烧伤或酸烧伤或烫伤无法很好地治愈,因为它会改变化学成分。但我们可以很好地治愈伤口。伤害。”  研究人员计划将SHeaLDS与识别触觉事件的机器学习算法相结合,最终创建一个“持久耐用的机器人,它不仅拥有可以自我修复的皮肤,而且还可以使用相同的皮肤来感知周围的事物”。环境到多任务。”


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