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液态金属自行修复技术的的机器人解决方案及开
浏览: 发布日期:2020-01-28

  液态金属自行修复技术的的机器人解决方案及开发研究机器人越有活力,它们就越有可能崩溃。更确切地说,所有的机器人都有可能走向崩溃的结局(这是它们的定义特征之一),更有动力的机器人也会摔得更狠。当它们在实验室里的时候,这不是什么大问题,但是对于长期的实际应用来说,如果我们可以依靠机器人来修复它们自己不是很好吗?

  不过,与其给机器人一把螺丝刀,指望它能更换自己的部件,还不如给机器人一个更柔和的解决方案,对于许多常见的磨损来说可让它们能像动物一样自愈。你需要的只是静坐一会儿,身体就会神奇地自行修复。在使用自修复聚合物之前,我们已经看到了一些这样的例子,但是对于动态机器人来说,金属的强度至关重要。

  在之前举行的2019年IEEE/RSJ智能机器人与系统国际会议(IROS)上,□▼◁▼来自东京大学JSK实验室的机器人专家展示了一个机器人腿原型,其肌腱“保险丝”由一种可以修复骨折的金属制成。它通过自动熔化自身并转化成一个单一的部分来实现这一点。这项工作仍在进行中,它基本上只是T-1000终结者的一小部分。看来电影就要变为现实了。

  在一项测试中,研究人员给一条机械腿安装了自修复螺栓,然后把它扔到地上。按照设计,△螺栓断了,避免了对机器人其他部分的损坏。这时,内部加热元件被激活,•●螺栓的两部分液化,然后重新熔化在一起,半小时内治愈了机械腿。这条腿不能完全站立起来,但这正是研究人员希望通过未来的原型实现的。

  这是一个真人大小的机械腿,它的跟腱由一根电缆组成,动力从脚绕着脚踝传递到小腿骨头。电缆被一个模块一分为二,该模块包含由金属合金制成,在低于系统中任何其他点的应力下会折断,这意味着它就像一个机械保险丝——是第一个断裂的不见,牺牲自己来保护机器人的其他关节。

  自愈模块(左上角)由磁铁和弹簧连接的两部分组成。每一半都有一个研究人员用低熔点合金(U-47)填充的墨盒。当碳粉盒加热时,合金会熔化,把两半熔合在一起。

  这种合金的熔点很低(只有50℃),它周围的模块由磁铁和弹簧连接的两部分组成。如果螺栓断了,磁铁和弹簧也会分开,但随后会重新合在一起,重新连接螺栓的两半。这时,内部的加热器开始工作,螺栓的两半液化,然后再次融化在一起,大约半小时内愈合肌腱。

  这个技术还并不是很成熟,事实证明,被动熔化将自愈合螺栓的强度降低到断裂前的30%。★◇▽▼•但经过一些额外的实验,研究人员发现,在熔化和修复过程中的轻微振动可使愈合强度达到原来强度的90%以上,而且可能还有更多的优化可以做。

  研究人员认为,这是一个实际应用的系统,可以应用在真正的机器人上,他们的计划是把它改进到一个动态的有腿机器人上的现实特征。不久的进来,终结者说不定真的会出现在人们生活中。

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