一种柔软的机械昆虫 可通过苍蝇拍压扁而幸存

编辑:  来源:  2021-01-27 22:28:25

想象一群机器人昆虫在执行任务时四处移动。这听起来像科幻小说,但实际上比您想象的更合理。EPFL工程学院的研究人员已经开发出一种由人工肌肉以每秒3厘米的速度推动的软机器人昆虫。

一种柔软的机械昆虫 可通过苍蝇拍压扁而幸存

该团队开发了该软件机器人的两个版本,称为DEAnsect。第一个使用超细线束缚,非常坚固。它可以折叠,用苍蝇拍击打或用鞋子压扁,而不会影响其移动能力。第二个是不受限制的模型,完全无线和自主,重量不到1克,电池和所有电子组件背在背上。这种智能昆虫配备了用于大脑和眼睛的光电二极管的微控制器,使其能够识别黑白图案,从而使DEAnsect能够跟随地面上绘制的任何线条。

一种柔软的机械昆虫 可通过苍蝇拍压扁而幸存

DEAnsect是由EPFL的软换能器实验室(LMTS)的一个团队与法国法国Cergy-Pontoise大学的集成致动器实验室(LAI)和同事合作开发的。该研究发表在《科学机器人》上。

振动推进DEAnsect配备了介电弹性体致动器(DEAs),这是一种发稀的人造肌肉,可通过振动推动其前进。这些DEA是昆虫如此轻便快速的主要原因。它们还使它能够在不同类型的地形上移动,包括起伏的表面。

人工肌肉由夹在两个软电极之间的弹性体膜的。当施加电压时,电极相互吸引,压缩膜,当电压关闭时,膜恢复其初始形状。昆虫的三只腿都装有这种肌肉。通过快速打开和关闭电压(每秒超过400次)来产生运动。

一种柔软的机械昆虫 可通过苍蝇拍压扁而幸存

该团队采用了纳米制造技术通过减小弹性体膜的厚度并开发出只有几个分子厚的柔软,高导电性的电极,从而使人造肌肉能够在相对较低的电压下工作。这种巧妙的设计使研究人员可以大大减小电源的尺寸。LMTS主管赫伯特·希亚(Herbert Shea)解释说:“ DEA通常在几千伏的电压下工作,这需要一个大型的电源装置。“我们的设计使重量仅为0.2克的机器人能够将所需的一切东西背在背上。”“这项技术为将DEA广泛应用于机器人技术,智能机器人昆虫群体,检查或远程维修,甚至通过派遣机器人居住在昆虫群落中而获得了更深入的了解,开辟了新的可能性。”

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