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研究人员发明了用于危险液体清理的机器人液滴操纵器

根据MaterialsHorizo​​ns杂志最近的一篇文章,CSU研究人员创造了第一个成功的软机器人抓手,能够操纵单个液滴。

这一突破是CSU机械工程系两个不同实验室合作的产物。它是通过结合两种应用技术,软机器人和超疏水涂层来实现的。

软机器人操纵器由尼龙纤维和胶带等廉价材料制成。它由电激活的人造肌肉提供动力。这种组合可用于生产轻便、廉价的抓手,能够进行精细的工作,但比相同重量的人类肌肉强100倍。

结果是与我们关于机器人是什么以及它能做什么的文化概念背道而驰。

传统机器人由笨重、坚硬且昂贵的部件制成。这使得它们不适合某些任务。

另一方面,软体机器人重量轻,可以提供传统机器人难以实现的轻柔触感。它们要轻得多,而且生产成本只是其刚性同类产品的一小部分。

机械工程系自适应机器人实验室博士后孙杰峰说:“一个像我手指那么大的抓手,包括嵌入的人造肌肉,就一两克。而且它很便宜——只要一两美元。”-论文的第一作者。

软机器人抓手采用新型超疏水涂层处理,使液滴操纵器成为可能。超疏水涂层可抵抗几乎所有类型的液体润湿,即使在接触面倾斜或移动的动态情况下也是如此。当应用于软机器人操纵器时,涂层使其能够与液滴相互作用而不会破坏它们的表面张力,因此它可以像柔性固体一样抓住、运输和释放单个液滴。

液滴操纵器中使用的超疏水涂层是由CSU副教授ArunKota(现就职于北卡罗来纳州立大学)和博士后研究员WeiWang(现为田纳西大学助理教授)开发的。Wang和Kota也对这篇文章做出了贡献。

“这是这两种研究之间非常好的协同作用。Kota博士正在研究这种非常好的涂层,而我们正在研究这种软机器人来操纵液滴,所以我们认为这可能是一个很好的组合,”说合著者赵建国,CSU机械工程副教授兼自适应机器人实验室主任。

在他们研究的早期阶段,该团队很难引起期刊编辑的注意。大流行提供了一个机会来指出他们的发明的潜力。

“由于大流行,处理危险的传染性材料是一个热门话题。因此我们在第一次修订后增加了血液操作实验,”孙说。“这有助于我们通过审查过程。”

廉价材料和创新能力的结合具有令人兴奋的应用。在许多液体溢出场景中,由于毒性、传染风险或周围环境中的其他危害,人工清理可能很危险。这些液滴操纵器价格低廉,可以一次性使用,但也有足够的能力进行精确、无损的液体清理工作,这是其他机器人从未做过的。

赵说:“这是第一次,但它也是一种非常不寻常的高科技产品的例子,而且价格并不贵。”

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