毫米及尺寸的软机器人蜘蛛，小而敏捷

发布日期：2018-09-18 浏览次数：74

　　毫米尺寸的软机器人蜘蛛是迄今为止使用哈佛大学和波士顿大学研究人员的新制造工艺开发的小尺寸之。

　　来自哈佛大学和波士顿大学的跨机构团队使用新的制造工艺开发了迄今为止小的软机器人之。该过程由大学的工程师开发，称为可重构气动/液压（MORPH）设备的微流体折纸。为了展示它，他们建造了个机器人软蜘蛛，灵感来自毫米大小的彩色澳大利亚孔雀蜘蛛。

　　研究人员已经开发出可以自动移动的软机器人。但到目前为止，它们的厘米范围和运动范围都有限，Sheila Russo说，他是Wyss研究所和SEAS的博士后研究员，同时从事该项目，现在是波士顿大学的助理教授。

　　“ 小的软机器人系统仍然非常简单，通常只有个自由度，这意味着它们只能促动种特定的形状或运动类型的变化，”她在新闻发布会上说。Russo说，另方面，她和她的合作者开发的机器人可以更自由地移动并改变其形状。

　　混合方法

　　“通过开发融合了三种不同制造技术的新混合技术，我们创造了种仅由硅橡胶制成的软机器人蜘蛛，具有18个自由度，包括结构，运动和颜色的变化，以及微米范围内的微小特征， “ 她说。

　　该团队包括哈佛大学Wyss生物启发工程研究所和工程与应用科学学院（SEAS）的研究人员。他们设计的工艺使用软光刻技术生成12层弹性硅胶，它们由单弹性材料共同形成机器人，他们在Wyss研究所的新闻稿中报道。使用激光微加工技术从模具中精确切割每个硅树脂层，然后粘合到下面的硅树脂层以形成软蜘蛛的粗糙3D结构。

　　为了将这种结构转化为终设计，研究人员预设想了个中空微流体通道网络，它们被整合到各个层中。然后，他们使用了种称为注射诱导自折叠的技术，该技术用来自外部的可固化树脂对这组集成的微流体通道加压。

　　该过程引起单个层，并且与它们相邻的层起弯曲成终构型，旦树脂硬化就变得固定。研究人员说，正是这种方式允许，例如，软蜘蛛肿胀的腹部和向下弯曲的腿成为永久性的特征。

　　“我们可以通过改变不同层间通道附近的硅树脂材料的厚度和相对致性，或者通过与通道不同距离的激光切割来精确控制这种类似折纸的折叠过程，”Tommaso Ranzani说，他喜欢Russo在从事研究工作时是名博士后研究员，现在是波士顿大学的助理教授。“在加压过程中，通道起着致动器的作用，可以引起永久性的结构变化，”他补充说。

　　他说，研究人员使用剩下的套集成微流体通道作为额外的执行器，为机器人蜘蛛的眼睛着色，并通过流动有色液体来模拟其现实生活中对应物的腹部颜色模式。这些通道还用于在腿部结构中引起步行式运动。

　　“第个MORPH系统是在个单的整体工艺中制造的，可以在几天内完成，并且可以在设计优化工作中轻松迭代，”Ranzani说。

　　研究人员表示，他们的方法有可能为各种应用和行业的软机器人新方向铺平道路。他们说，特别感兴趣的可能是用于医疗目的，其中机器人的较小尺寸和灵活性可以实现内窥镜和显微外科等手术的新方法。

　　该团队在“ 高材料 ”杂志上发表了篇关于其工作的论文。

　　Elizabeth Montalbano是位自由撰稿人，撰写了20年的技术和文化。她曾在凤凰城，旧金山和纽约市担任专业记者。在空闲时间，她喜欢冲浪，旅游，音乐，瑜伽和烹饪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的个村庄。