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前沿洞察丨神奇机器面板 让任何物体都能动起来

消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-20

报价宝综合消息前沿洞察丨神奇机器面板 让任何物体都能动起来

科技不息,探索不止。越来越进步的技术环境,让研究人员对一些新技术的探索进行的更加顺利,本周,望潮君就带大家看看新一期的前沿技术都有哪些有趣发现:贴上就可以动起来的机器面板;有点意思的可变形机翼;远端给你触觉反馈的机械臂,不受环境限制的充气软件机器人......

具体来看看吧:

让你“嗨起来”的神奇机器面板

小时候总幻想自己的玩偶是有生命力的,可以动起来陪自己玩,现在耶鲁大学的大神们就研发出了一种神奇的“机器面板”—OmniSkins, 只要套上它,家里那些毫无生气的寻常物体就可以“活过来”了。瞧,长期瘫痪的马儿套上它,下一秒就能迈开腿蹦跶~

就连一个球、一团纸都可以安上这个外挂,控制它们"摸爬滚打!

至于原理嘛,so easy!这种面板本质上是一层弹性材料,上面还装有可控制的感测器和动作执行器。

在执行器的作用下,弹性材料会发生形变产生动力,从而带动被它包裹住的物体。通过电脑控制,你可以让它们移动、抓取、甚至是感知周围的环境。

简单地说,就像是把一些非智慧的物体打造成了临时机器人,用以执行各种任务。如果想要展开更加细化的操作,还可以通过叠加面板来实现哦!

目前,研究人员已经利用 OmniSkins 成功开发出了一种可穿戴装置。 它可以矫正佩戴者的坐姿。一旦发现弯腰驼背了就会立即震动起来,并通过自身的收紧强制使他们坐直。

当然,这只是个开始,OmniSkins 的应用前景非常广阔,连美国航天局都打算把它应用在太空探索领域呢。

能够随需而变的可变形机翼

要是机翼能像鸟类翅膀和羽毛一样,可以随时改变整体形态来面对不同的飞行需求,那么不仅有望减轻重量,还可以大大提升飞行效率。

近日,美国麻省理工学院(MIT)和 NASA 自适应数字复合航空结构技术(MADCAT)专案组,联合康奈尔大学和加州大学伯克利分校等知名高校的研究人员,发表了可变形机翼的最新研究成果。

图 | 新的可变形机翼结构将大幅度提高航天器的效率 (来源:Eli Gershenfeld, NASA Ames Research Center)

该机翼是由数万个小三角形组成的一个网格状立体结构,表面覆盖有聚合材料薄层,能够在电子系统的帮助下,自动追踪空气动力条件的变化,主动改变姿态,实现节省燃料,提升效能,降低成本的目的。

可变形机翼的核心价值在于,以机翼为整体,根据不同飞行状态改变其姿态,从而在各个飞行阶段都获得最大的空气动力效率,大幅提升飞机效能。

目前,研究团队已经在 NASA 的高速风洞中测试了机翼原型,表现超过预期。未来,这种刚柔并济的结构还可以拓展到机身和发动机等部位,进一步优化飞行效率。

为了让机翼更加灵活和智慧,研究团队开发了一套系统,可以在不同攻角下,计算最匹配的机翼形状和翼载组合,进而主动调节机翼形状,时刻保证最佳效能。当然,也可以使用传统方法——电机和钢索——改变机翼形状。

下一步,研究团队将设计和测试机器人装配系统,自动化可变形机翼的制造流程。他们还将尝试利用相同的结构制造飞机引擎涡轮叶片、太空设施,机器人和桥梁等。

有触觉反馈的远端操作机械臂

如果你能远端操作一只机械手,还能感觉到它触控到的东西,那么远端操作并且用机械臂做事将会变得很容易。

上周,由英国Shadow Robot机器人公司制造的安装在机械臂上的 Dexterous Hands机器手操作系统在亚马逊re:MARS Tech Showcase上展示。为了做到远端操作机器手,能让人类“感受”到机器手触控到的东西,研究人员特地设计了这款机器手。这只手有24个动作,并配有129个整合感测器,跟踪位置、力和压力等因素。它可以容纳重达5公斤(11磅)的物品。

该机器手配备了由南加州大学衍生公司SynTouch制造的BioTac触觉感测器。触觉感测器是一种用以判断机器人是否接触到外界物体或测量被接触物体的特征,并测量机器人自身或与外界相互作用而产生的力或力矩,以及接触外界物体时所受压力和压力分布的感测器。机器人触觉感测技术是实现智慧机器人的关键技术之一,触觉感测器是机器人与环境直接作用的必需媒介,是模仿人手使之具有接触觉、滑动觉、热觉等感知功能。

此次机器手上的每个触觉感测器都包含柔软、柔韧的面板和指纹状的隆起物,覆盖液体填充物。当面板在表面上移动时,由隆起物产生的振动通过液体产生共振,并通过内建的水听器进行检测。这允许感测器识别纹理,并且还可以感知温度。

目前,包括该系统的专案已获得日本航空公司全日空的资助,该系统未来可能的应用可能包括远端手术、炸弹处理或深海工程等。

不受环境限制的充气软件机器人

哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院(SEA)的研究人员开发了一种软性机器人,它可以在太空探索、搜寻和救援系统、仿生学、医学手术、康复和其他用途中使用完全不受约束。制造软机器人的一个关键是,它使用压缩空气以一次性输入代替多个控制系统。

这使得设计人员能够以更少元件制造出机器人,从而使机器人更轻、更不复杂。科学家们利用流体的粘性,精心挑选了不同尺寸的管子,以控制空气在软机器人装置中移动的速度。一次性输入通过其中一个管泵送相同数量的空气,管的大小决定了空气流动的方式和位置。

该团队开发出一个框架,自动确定如何制作软机器人以及如何选择管道。该框架还涉及如何实现目标功能,例如使用单个输入线进行爬行或行走。使用这些系统,该团队展示了一个可以爬行的四足软机器人。从顶部伸出的四根管子依次将空气引导到每条腿,以允许机器人爬行。

由于团队的工作,软流体机器人的驱动比以往任何时候都简单和容易。新的方法是朝着完全不受约束的简单驱动软机器人迈出的重要一步。这项研究是在哈佛大学进行,目前正在探索这项技术的商业化机会。

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2020-01-19 01:50:00

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