敲黑板如何抗住妈妈的苍蝇拍软体机器昆虫

图片来源:EPFL曾经,那种饱和度极高的红色塑料苍蝇拍与鸡毛掸子、竹扫帚并称童年三大“杀器”,但凡有一件在手,老妈就能横扫四方,让一群熊孩子闻风丧胆。现在,EPFL的研究人员开发了一种超轻机器昆虫。它利用柔软的人造肌肉,能够在不同地形上以每秒3厘米的速度移动,也可以被折叠起来,即使用苍蝇拍拍打或是被鞋子压扁,依旧能保持移动能力。图片来源:EPFL这种软体机器昆虫为何有这样的能耐?下面,笔者就来为大家揭晓答案。软体机器人身躯柔软的动物一直以来都吸引着科学家们的视线,借由章鱼、水母等的生物启示,软体机器人也取得了大量进展,它们多具有高柔韧性、运动灵活,能够适应各种非结构化环境。但是尺度在厘米到分米的软体机器人,有两个主要的限制:(1)由于大多数软执行机构的低力和低功率密度,它们很少能够自己携带供能部件,而是需要与外部进行连接,使行动范围受限。(2)由于缺乏完整的反应与动作反馈回路,软体机器人无法对环境产生自主感应,使应用范围变窄。介电弹性体制动器(DEAs)介电弹性体制动器(DEAs)是一种静电活性聚合物,它由一个夹在软电极之间的弹性体膜制成的。当施加电压时,软电极相互吸引,弹性体膜压缩;当电压关闭时,薄膜恢复到原来的形状。DEAS的动作是通过每秒次的开关电压产生的。EPFL的团队降低了膜厚度,并利用纳米制造技术开发出了只有几个分子厚的柔软、高导电的电极。软体机器昆虫(DEAnsect)这种软体机器昆虫是因介电弹性体驱动器(DEAs)而得名,通过将DEAs作为一种人工肌肉,借由DEAs的压缩和舒张,推动机器昆虫快速移动。图片来源:EPFLEPFL的团队共开发有两个版本的机器昆虫:第一种是用超薄电线绑扎起来的,其柔韧性高,可以折叠,用苍蝇拍拍打,或者被鞋子压扁,也不会影响它的移动能力;第二种是一个完全无线和自主的无束缚模型,重量不到1克,载有电源和所有电子元件。这种智能昆虫配备了一个微控制器,用于大脑和光电二极管作为眼睛,允许它识别黑白模式,使DEAnsect能够跟随任何在地面上画的线。DEAnsect具体包括一个由DEAs构成的灵活框架及三条“腿”。前腿位于对称中轴线上,推动软体机器昆虫向前移动,左、右腿则控制方向和转动。通过改变每条腿的驱动频率,能实现多种动作要求。图片来源:EPFL利用DEAs技术,为成群的软体机器昆虫提供了可能。EPFL的团队也一直在推进一个无约束的、完全软性的版本,并计划在昆虫身上安装新的传感器和发射器,以便它们能够彼此直接通信。到那时,由机器昆虫群体执行探测、检修等任务,将不再是科幻小说的内容,而是一个可期待的未来。

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