使用形状记忆聚合物作为机器人抓取器

人工智能 2020-02-19 11:06:59

浙江大学的一个研究小组利用形状记忆聚合物制造了一种新的机器人夹持器。在他们发表在《科学进步》杂志上的论文中,该小组描述了这些材料,它作为一个夹持器的用途,以及它的效果。

在过去的几十年里,科学家们使用了各种各样的方法来赋予机器人捡起和操纵物体并将它们放回去的能力-所有这些都不会损坏物体。机器人夹持器已经取得了很大的进展,主要是由于微芯片技术的进步,但仍有很大的改进空间。最大的挑战之一是开发一种夹持器,它可以拾取和操纵几乎任何形状、不同大小和由不同材料制成的物体。创造一个人手一样的夹持器,能够拿起一个别针从桌子上,携带一个生鸡蛋穿过一个房间,或绑在她的头发上的儿童丝带,需要一个非常复杂的夹持器和相关软件。在这一新的努力中,研究人员通过采取完全不同的方法来消除对复杂性的需求。

先前的研究表明,当某些聚合物被加热时,它们会稍微膨胀,然后变得柔软。研究人员利用这两个属性来创建他们的新夹持器。他们创造了一个聚合物夹持器,当加热到45°C时软化,然后当暴露在25°C时再次硬化。它的底形是长方体(一个三维长方形)..然后,他们把夹持器贴在一只简单的手臂上,这样就可以把夹持器放在桌面上,或者把它举到桌子上方-足够允许在下面放置各种物体。

测试包括在夹持器下面放置一个物体,如一个小钢球,然后将整个设备加热到45°C。几分钟后,聚合物已经软化了。然后,研究人员将夹持器降低到物体上,使物体被包围-类似于在叉子上设置一根软化的黄油棒。然后将外壳内的温度降低到25°C。在这一点上,聚合物稍微收缩,抓住物体,因为它牢固。然后,研究人员举起了夹持器和它持有的物体。为了将物体放回原处,研究人员将夹持器放到桌子上,并将外壳内的温度提高到45°C。

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