以柔克刚的软体机器人,会是新时代发展的趋势

2018-01-05

        过去五年,软体机器人技术正在呈爆炸式发展趋势;从世界第一个全软体机器人 Octobot 的诞生开始,就意味着一个新时代已经来临,软体机器人即将全面超越传统钢铁铸成的机器人;如今,软体机器人已应用在手术、采摘水果、剪枝、检修、侦查等应用上,未来将会扩展到更多领域当中;在接下来几年,软体机器人将会崛起。

        

 

        

【 vinebot 一个会“生长”的软体机器人

        vinebot 表面的材料由聚乙烯构成,当给它加压的时候就像藤蔓一样快速的生长开来甚至以35公里/小时的速度从28厘米疯长到72米长;更厉害的是 vinebot 还能够自动识别和绕开障碍物,即使在布满钉子的夹缝中间,也能够凭借柔软的身躯穿过去。

        

 

        

        而且 vinebot 自身的力量也是大得惊人,能够给自身充气轻松举起重达100公斤的物体;并且研究人员还开发了自主运算的芯片,让 vinebot 自己来决定如何前进;目前他们还打算做出微型软体机器人,好让它能在人体里游走,达到治病的目的。

        

 

                

 

【 Octobot 世界上首个全软体机器人

        Octobot 是一款利用3D打印技术出来,只有手掌般大小,而且各个构件都没有使用硬性材料的自动全软体机器人;它的外形酷似章鱼,由硅橡胶制成,不靠电来驱动,而是通过化学反应产生的大量气体聚集压缩,借助压强变化,实现机械臂的运动。

 

 

        

        Octobot 的“大脑”部分是柔性微流体回路,可以用由压强激活的阀门和开关,在通道内传导过氧化氢溶液,它会与铂反应生成大量的水和氧气,从而改变通道内的压强;使得 Octobot 机械臂受到突然增大的压强影响,会膨胀舒展,从而实现机械臂的运动。

        

               

四条腿的软体橡胶机器人

        目前, Soft Robotics 研发的一款四条腿的小型橡皮机器人,在手术等生化领域运用广泛;这款软体机器人灵感源自鱿鱼,海星和其它没有坚硬骨骼的动物;体内内部被注入压缩空气,机器人因此可以自由活动和爬行。

        

        

        这款软体机器人可以利用具有很高的柔韧性的橡胶部位减少手术创伤的可能性;另外,借助一些医疗设备,它能改变自己的体形,轻松地从小创口进入人体,并绕过人体内脆弱的器官抵达患处;并且适应人体器官的构造可协助医生进行微创手术。

        

        

超微创手术软体机器人

        这个软性机器人可以用于超微创手术,其原理在于本身对信号控制的严格遵循,精准度极高;在运用到剥葡萄皮的时候可以沿着脉络完成的剥下来;更绝的地方在于,它还能缝合葡萄皮,整个过程一点都不会损伤到果肉;极大的提高超微创手术的精准度,降低手术创伤,使得很多做完手术的人当天就可以出院了。

        

 

 

        

        但是,也有人提出,不怕万一只怕一万,如果在手术中遇到突发意外情况,机器人怎么能处理好呢?所以,医生还可以通过机械手臂远程操作手术,不仅能够获得真实的触觉反馈,还能放大 10 倍的视野,可以实现更加精细的微创手术操作。

        

 

        

人造肌肉软体机器人

        软体机器人还可以被运用到人造肌肉当中;人们通过它可以获得真实的肌肉触感,还可以看作是人体的延伸;软体机器人可以自由伸缩;既可以扛得住外界的压力,也有坚韧的柔韧度;这跟人体的肌肉类似,如今已被用于残疾人士的日常康复治疗。

        

 

        

        人造肌肉软体机器人的体积越小,其模仿肌肉的能力就会越强;例如一种模拟人手的机器人手套,其手指部分就是软体机器人,它可以帮助手部残疾的人,重新获得抓取重物的能力,让手部残疾的人重新拥有灵活的指关节抓取的运动能力。

        

 

        

特斯拉电动汽车充电蛇

        如今,软体机器人还被运用到电动汽车的充电器上;这款特斯拉“固体金属蛇”自动充电系统,可以自动引导充电器插入特斯拉充电口进行充电,虽然过程比较缓慢,但是总算让特斯拉车主无需下车即可自动为爱车充电。

        

 

        

        Deepak Mital 利用软体机器人技术研发的这套“固体金属蛇”自动充电系统名称叫做“Evtron”,采用树莓派电脑控制机械夹子夹住充电头向侧面和向前滑动,由于特斯拉S型已经可以自动打开充电口,所以整个充电连接过程可以自动完成,无需人工干预。