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神奇软体机器人:丢进热水里就能自己折叠

机器人网  · 公众号  · 机器人  · 2017-06-01 18:49

正文

为了演示一种制造兼容、可控机器人结构体的全新方法,研究人员构建了一个能够自主折叠的兔子、金枪鱼和海星的3D模型。这些构造物浸泡在热水之后,会从平面形式上折叠起来。在过去的几年时间里,越来越多人开始关注那些具有自建功能的机器人。当你需要制作高精度机器人的时候,这种功能会非常受用,你会发现,如今不少机器人都是呈现软体且具兼容性的。


把软体机器人丢进热水里,它就能自己折叠|ICRA 2017


当然,我们或许会觉得软体机器人适合3D打印,但是在实际情况下,它们通常是使用高度可变形的材料制作的,这些材料可以靠自己的行为改变,而不是专门铸模来制作,当然,铸模是一件冗长乏味且烦人的事。


Cynthia Sung之前曾是麻省理工学院Daniela Rus团队的一员,如今已经成为了宾夕法尼亚大学的一名教授。本周二,在机器人与自动化大会(ICRA)上,他展示了一个制造兼容且可控机器人结构体的全新方法,并称之为附加自折叠技术。


受到折纸手工的启发,该技术可以利用具备自折叠功能的2D材料创造3D形状,而你所需要做的,就是把它们放进热水里即可。


基本上,你需要先设计好一个对象的3D模型,然后使用软件把对象转化成为很多不同的层,而且每一层都需要和对应的上一层及下一层联系在一起,但是却要有一点折叠皮瓣。一旦你已经准备好了所有的设计,你就可以使用一个乙烯切割机在一个聚脂薄膜和聚氯乙烯的“三明治”上打印出来。


在折叠之前,你首先得到的可能会是一个你期待所创建的3D对象连接横截面的、又长又瘦的条带,但是一旦你把它放进到一个接近沸腾的热水里,聚氯乙烯(PVC)就会受热,然后每一个部位都会被收缩,然后只需短短几秒钟,就能变成预先设定好的形状。


不仅如此,该软件还有另一个功能,可以在设计对象内加入一种所谓”对抗性“(使用的是和钓鱼线一样的原材料),这样的效果就是,当一侧被压扁,另一侧就会被弹起,从而形成一个受控曲线。


这些研究人员使用了能够自我附加折叠功能的解决方案,制造了一个完整的海星模型(下图a),这个模型拥有靠伺服电机控制的腱体,允许其执行不同的云端(下图 b-g)。








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