軟機器人通常由柔軟的材料製成,可以拉伸和扭轉。這些材料可以製成人工肌肉,當空氣被泵入肌肉時,肌肉就會收縮。這些肌肉的柔軟性使其適合為輔助服裝提供動力。然而,到目前為止,這些氣動人工肌肉都是由傳統的電磁(電機驅動)泵驅動的,這種泵體積大、噪音大、結構複雜且價格昂貴。
打造輕巧靈活的泵為軟體機器人更柔軟創造了可能。近日,由布里斯托爾大學的科學家開發的5克電動氣動泵就成功實現了這一目標,新開發的泵為信用卡大小和形狀,不僅薄而易彎曲,同時價格低廉,易於製造。
具體來說,實驗裝置採取扁平袋的形式,一側附有空氣管。密封在該袋內是一個氣囊和少量介質液體。當電流施加到袋兩側(從而在液體兩側)的電極片上時,會發生一種被稱為模電泳液體拉鍊的過程。
作為這一過程的一部分,兩個電極片透過相互吸引來壓縮袋子——它們從袋子的一邊開始,向另一邊移動。這種動作導致袋內的空氣被擠壓出來,穿過管子,進入附著的氣動肌肉,從而實現膨脹。一旦電流關閉,袋子就會“解壓”並重新開啟,將空氣從現在收縮的肌肉中拉回來。
透過改變施加在電極上的電壓,可以控制肌肉啟用運動的強度和範圍。研究人員表示,該技術一旦進一步發展,不僅可以用於機器人,還可以用於輔助服裝,幫助有身體缺陷的穿著者移動手臂或腿。
目前,研究人員正致力於使電動氣動泵更小、效率更高,並積極尋求合作伙伴將這些技術商業化。其研究結果已於2月17日發表在《科學機器人》上。
最新評論