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可溶于水的機器人見過嗎?明膠和糖3D打印而成

來源: 責編: 時間:2023-08-07 16:29:59 261觀看
導讀 本文經AI新媒體量子位(公眾號ID:QbitAI)授權轉載,轉載請聯系出處。有這么一個能溶于水的機器人,最近登上了Science子刊,還是封面:沒錯,就是身上裝了壓力感應器,可用游戲手柄操控的正

本文經AI新媒體量子位(公眾號ID:QbitAI)授權轉載,轉載請聯系出處。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

有這么一個能溶于水的機器人,最近登上了Science子刊,還是封面:Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

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沒錯,就是身上裝了壓力感應器,可用游戲手柄操控的正經軟體機器人:Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

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能360°轉圈,也能自主推開大鐵球:Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

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但放入水中,兩天左右就能完全融化:Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

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嗯……或許是因為這個機器人是由糖、檸檬酸、甘油一類的可食用原材料3D打印而成的,咂吧一口融化后的水,可能還有點甜味兒……Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

而這種材料最多可重復打印5次,同時還能保持70%以上的初始性能指標。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

對于每天都要產生超過10萬噸科技垃圾的現代社會來說,可以說是一碗價值千金的糖水了。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

可溶解的機器人Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

先來看看打印這樣一個機器人所需的配料表:Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

糖漿,7克Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

檸檬酸,1克Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

甘油,9克Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

去離子水,4克Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

明膠粉,6.66克Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

(乍看還以為在做什么好吃的)Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

將糖漿加熱到60°,然后將檸檬酸和甘油溶解在去離子水中,再倒入糖漿攪拌,最后加入明膠粉,讓其浸泡至少24小時。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

然后將上述混合物在85℃的烤箱中加熱1小時15分鐘,并在真空下的行星攪拌機中混合3.5分鐘,得到均勻的溶液。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

也就是一種特殊的生物凝膠“墨水”。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

得到的這種墨水擁有300%的可拉伸性,可以進行全方位的運動,彎曲角度最高是74°,可以拉伸到原來的6倍。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

檸檬酸的加入則調節了pH值以防止細菌生長,這使得這種材質在污水中也能幾天之內就完全酶解。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

然后先打印一個柱狀物:Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

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機器人的一個特征就是“可感知變化作出反應“,所以接下來是打印一個可拉伸的波導(Waveguide)傳感器:Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

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打印出來的長條看上去像一個沒有包層的“數據傳輸線”,只不過這條線在附在上述柱狀物表面后,可以準確得感知其變形情況:Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

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通過這種高精度的傳感器網絡,就能實時獲取執行器的彎曲狀態,感知到與周圍物體的接觸事件的信息。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

于是,當研究者們加入了一些簡單的這搜索和擦拭程序時,這種材料的軟體機器人就能自主地定位其周圍的障礙物,并通過推動將其移除。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

就像開頭所展示的推走大鐵球一樣。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

這種材料所帶來的高度可重復性,更自由的彎曲程度、更高的靈敏度將使得軟體機器人能更好地應用在手術工具、康復設備、抓手、行走和游泳機器上。Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

作者介紹Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

論文一作A. HEIDEN來自奧地利的約翰·開普勒林茨大學,目前為軟體物質物理(Division of Soft Matter Physics)部門的一員:Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

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論文:https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abk2119#Ffw28資訊網——每日最新資訊28at.com

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