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美国研发神奇软体机械手臂 可抓生鸡蛋而不破碎

http://www.kexue.com 2011-01-27 09:59:08 新浪科技  发表评论


这种软体机械手臂看起来像是一个由软塑料制成的海星

  美国哈佛大学科学家乔治-怀特塞德斯等人近日发明一种神奇的软体机械手臂。这种软体机械手臂看起来像是一个由软塑料制成的海星。当通过一根细管道向其中充气时,“海星”就会复活,触角向内弯曲收拢,变成一个逐渐抓紧的机械手。更神奇之处于,这种机械手可以抓起一个生鸡蛋,同时又不会使其破裂。据了解,这种海星形状的机械手其实是一种由软塑料制成的气动软件机械手臂的原型。怀特塞德斯及其研究团队的研究成果发表于《应用化学》杂志之上。

  无论是在机器生产或现代外科手术中,还是在爆炸装置或无人驾驶飞船钝化过程中,机械手臂在许多领域都已成为不可或缺的重要工具。然而,在处理一些脆弱物体(如水果和内脏器官等)时,传统的硬机械手臂面临很大的困难,它们必须要借助一些柔软的机械组件。

  根据充气网络原理,怀特塞德斯和研究团队希望能够实现一种新的软体机械手臂:他们将细管道置入人造橡胶中。这些管道像气球一样通过充气的方式进行变化和运动,空气通过管道可以膨胀到橡胶最弯曲的区域。在类似的橡胶中,这些区域拥有最薄的外壁。如果这些外壁能够由更柔软的材料制成,那么橡胶将更具弹性。为了能够为所有膨胀的管道互通打开空间,整个组件呈弯曲状,因此外壁更具弹性。为了能够让原型做出更复杂的动作,研究人员组合了一系列这样的组件,形成了一个完整的机械手臂。

  这种机械手臂究竟是如何变形的,将主要依赖于设计结构和所使用的材料。怀特塞德斯等人将由不同硬度的硅橡胶制成的两个部件结合在一起,进行动作配合,从而制造出像海星一样的机械手臂。向机械手臂中充气,使它们围绕在物体周围并发生弯曲,就像手指抓住物体一样。它们的抓握动作很轻柔,甚至可以抓住一只生鸡蛋或一只活老鼠。与传统的硬机械手臂相比,它们并不是通过复杂的传感器进行精确的控制。(彬彬)

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