微小恐怖触手机器人可以处理精致的物体

这个细小的管子围绕着一只蚂蚁的胸部,轻轻地捕获了昆虫,并展示了爱荷华州立大学工程师开发的微生物触手的效用。

 

“大多数机器人使用两个手指来拾取它们必须挤压的东西,”爱荷华州立大学电气和计算机工程副教授,美国能源部艾姆斯实验室助理Jaeyoun(Jay)Kim说。“但这些触手很轻柔地缠绕着。”

 

微小恐怖触手机器人可以处理精致的物体

 

这使得它们成为小型机器人的完美手和手指,旨在安全地处理精致物体。

 

最近发表在“ 科学报告 ”杂志上的一篇研究论文中描述了螺旋状的微小恐怖触手。金是第一作者。合着者是爱荷华州土木,建筑和环境工程助理教授In-Ho Cho; 和Jungwook Paek,他最近获得了爱荷华州电气和计算机工程博士学位,并正在费城宾夕法尼亚大学攻读博士后工作。

 

该论文描述了工程师如何制造长度仅为8毫米且宽度不到百分之一英寸的微管。它们由PDMS制成,PDMS是一种透明弹性体,可以是液体或柔软的橡胶状固体。Kim的研究重点是微电子机械系统,该材料已经使用了大约十年,并且已经获得了从其制造细线的工艺的专利。

 

该论文还描述了研究人员如何密封管的一端并将空气泵入和泵出。气压和微管的不对称壁厚产生了圆形弯曲。他们进一步描述了他们如何在管底部添加一小块PDMS以放大弯曲并产生两圈螺旋形卷绕动作。

 

这正是工程师们想要的:“螺旋式触手在自然界中被广泛用于抓取和挤压物体,”工程师在论文中写道。“为了模仿它们,人们一直在进行软机器人的努力......但到目前为止,只有厘米级的触角才能重现逼真的多转螺旋运动。在毫米和亚毫米尺度下,它们只能向上弯曲转一圈。“

 

在微型恐怖触手中创造了额外的转弯需要花费大量的精力来解决问题。“是的,我们抓了很多头,”金说。

 

工程师必须开发新的生产技术来制造微管。他们必须弄清楚如何从生产模板上剥离微管。他们不得不使用计算机建模来找到创建更多卷曲的方法。

 

金说,由此产​​生的微小恐怖触手是“S立方 - 柔软,安全,小巧”。他说这使它成为医疗应用的理想选择,因为微生物触手不会损伤组织甚至血管。

 

目前的研究得到了Kim国家科学基金会六年,40万美元的教师早期职业发展奖的支持。

 

金说,这个项目是机器人技术的两个新趋势的完美结合:“有微机器人,人们想让机器人变得越来越小。而且还有软机器人,人们不想用铁和钢制造机器人。项目是这两个领域的重叠。我想开发微型和软机器人领域的新工作。“

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发布日期:2019年03月03日  所属分类:工业控制