一種柔軟的機械昆蟲 可通過蒼蠅拍壓扁而幸存

2020-01-25 18:15:35    來源:    作者:

想象一群機器人昆蟲在執(zhí)行任務時四處移動。這聽起來像科幻小說,但實際上比您想象的更合理。EPFL工程學院的研究人員已經開發(fā)出一種由人工肌肉以每秒3厘米的速度推動的軟機器人昆蟲。

一種柔軟的機械昆蟲 可通過蒼蠅拍壓扁而幸存

該團隊開發(fā)了該軟件機器人的兩個版本,稱為DEAnsect。第一個使用超細線束縛,非常堅固。它可以折疊,用蒼蠅拍擊打或用鞋子壓扁,而不會影響其移動能力。第二個是不受限制的模型,完全無線和自主,重量不到1克,電池和所有電子組件背在背上。這種智能昆蟲配備了用于大腦和眼睛的光電二極管的微控制器,使其能夠識別黑白圖案,從而使DEAnsect能夠跟隨地面上繪制的任何線條。

一種柔軟的機械昆蟲 可通過蒼蠅拍壓扁而幸存

DEAnsect是由EPFL的軟換能器實驗室(LMTS)的一個團隊與法國法國Cergy-Pontoise大學的集成致動器實驗室(LAI)和同事合作開發(fā)的。該研究發(fā)表在《科學機器人》上。

振動推進DEAnsect配備了介電彈性體致動器(DEAs),這是一種發(fā)稀的人造肌肉,可通過振動推動其前進。這些DEA是昆蟲如此輕便快速的主要原因。它們還使它能夠在不同類型的地形上移動,包括起伏的表面。

人工肌肉由夾在兩個軟電極之間的彈性體膜的。當施加電壓時,電極相互吸引,壓縮膜,當電壓關閉時,膜恢復其初始形狀。昆蟲的三只腿都裝有這種肌肉。通過快速打開和關閉電壓(每秒超過400次)來產生運動。

一種柔軟的機械昆蟲 可通過蒼蠅拍壓扁而幸存

該團隊采用了納米制造技術通過減小彈性體膜的厚度并開發(fā)出只有幾個分子厚的柔軟,高導電性的電極,從而使人造肌肉能夠在相對較低的電壓下工作。這種巧妙的設計使研究人員可以大大減小電源的尺寸。LMTS主管赫伯特·希亞(Herbert Shea)解釋說:“ DEA通常在幾千伏的電壓下工作,這需要一個大型的電源裝置。“我們的設計使重量僅為0.2克的機器人能夠將所需的一切東西背在背上。”“這項技術為將DEA廣泛應用于機器人技術,智能機器人昆蟲群體,檢查或遠程維修,甚至通過派遣機器人居住在昆蟲群落中而獲得了更深入的了解,開辟了新的可能性。”

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