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由纸造的精美机器人,你感到惊艳了吗?

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  • TA的每日心情
    开心
    2018-3-4 20:22
  • 签到天数: 91 天

    [LV.6]常住居民II

    发表于 2018-8-28 20:44:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
      众所周知,一旦你触碰到含羞草的叶子,它就会像害羞一般,立刻收缩叶子,聚成一团。对于没有大脑的生物体来说,这是一种令人惊讶的反应。

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      现在,有种机器人也和含羞草类似。卡内基梅隆大学的研究人员已研发出了一种看似简单的制动器(用于机器人移动的电机的特殊术语)。这个制动器是由导电的3D打印材料和纸制成。从涂有油墨的材料导上电,然后使其变形,从而产生平稳的动作。当然,这肯定不是最坚硬的制动器,但是纸做的制动器也能很好地在机器人领域开辟出自己的一片天。

      诀窍就是聚乳酸(也称聚丙交酯),它是一种提供形状记忆的热塑性塑料。与携带电流的石墨烯相结合,从而制成3D打印的“墨水”。当打印机在纸上留下墨水后,研究人员将纸放入160华氏度(71.11摄氏度)的烤箱中。当他们把纸拿出来后,可以将其弯曲成他们希望材料在纸张静止时“记住”的默认形状。

      有兴趣的话,可以点击以下几个链接观看。

      <https://media.wired.com/clips/5b ... inline-clip.mp4>

      <https://media.wired.com/clips/5b ... inline-clip.mp4>

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      当研究人员施加电力时,它会产生热量,从而激活热塑性塑料并使其软化。随着热塑性塑料现在更具有延展性,纸张的自然硬度会使其变得平坦。因此,当施加电流时,研究人员的手指伸直一点,然后当热塑性塑料冷却和硬化时,纸张就会恢复到更弯曲的默认形状,从而抓住物体。当没有热源时,它会回到默认状态。帮助研发该系统的机器人设计师Yao Lining说:“基本上来说,它会变得更硬,并且,由于形状记忆效应,它会再把纸拉起来。”

      研究人员还可以修改系统以响应人的触摸。手指将改变微控制器检测到的电路电容。使用像这样的触敏致动器,如果受到干扰,“机械植物”可以自行折叠,就像自然界中的含羞草一样。这个团队还制作了一盏灯,当它的垂直纸张支持变形时,它可以通过触摸来打开并改变形状。

      但是,恢复到默认形状并不会特别快。一旦移除电热源,热塑性塑料必须进行空气冷却以使其变硬并呈现固定形状。因此,并不是热塑性塑料的3D打印“墨水”,它可能是多孔的。Yao说:“你可以想象到,如果它是多孔的,空气就可以更快地进出。”

      当然,另一个缺点是纸张不是最坚硬的材料。它还有一个令人讨厌的特点:易着火,这可能意味着纸张制动器在制造机器人方面不会发挥太大作用。

      但是,对于受到小孩或宠物欢迎的机器人呢?也许吧。因此,所谓的“软”机器人就像这种新的纸张系统一样可能会更薄弱,但它们能与人类更好地相处。而且它们在任何情况下都非常便宜。

      更大的问题是热的本质。研究制动器的机械工程师Nicholas Kellaris(并没有参与本次研究)说:“这是一种非常简单的方法--焦耳加热导致热膨胀--并使用廉价的控制装置和材料,但效率非常低。开始使用的电力是高等级的能源,但是热量并没有那么多。”


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    开心
    2018-3-4 20:22
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    [LV.6]常住居民II

     楼主| 发表于 2018-8-31 21:27:30 | 显示全部楼层
     更大的问题是热的本质
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    开心
    2018-3-4 20:22
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    [LV.6]常住居民II

     楼主| 发表于 2018-9-13 21:33:14 | 显示全部楼层
    一旦你触碰到含羞草的叶子,它就会像害羞一般,立刻收缩叶子,聚成一团

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