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  • 柔软的机器人:韩国创造离子蛛网,可捕获自重68倍物体

      来自首尔国立大学网站上的一篇博客文章显示,他们的孙静云(Sun Jeung-Yun)教授实验室已经开发出一种新的 机器人,称为离子蜘蛛网(ISW)。这个机器人是从蜘蛛旋转编织蛛网的方式中获得的启发。
     
      蜘蛛以极简的方式建造网状物,这使得他们即便是在猎物纠缠时,也能感知到那结构中的微妙震动感,这也使蜘蛛能够清除网上的灰尘和碎屑,从而将所有污染物去除。
     
      孙静云教授及其研究团队就是从蜘蛛的结网经验中得到启发,并将其 应用于旋转人造蜘蛛网,这些人造蜘蛛网能够通过静电驱动和除尘涂层进行感应,粘附和自清洁。
     

     
      软机器人由具有极大灵活性的顺应性材料组成,这使其非常适合执行大多数常规机器人无法处理的零星或混乱的任务,但由于将软机器人的众多元素集成到一个单元中是一个相当大的挑战,故而软机器人的研发及市场化受到了严重的限制。
     
      但是,通过仿生技术,在按照蜘蛛网对软机器人技术进行建模时,这些多元素无法集中的问题被解决了。孙教授基于蜘蛛的高效率建筑模型设计的离子蜘蛛网(ISW),由包裹在有弹性且耐用的硅橡胶中的离子导电有机凝胶芯组成。
     

     
      高压电可以使ISW周围物体极化,从而产生一个电场,并产生一种称为静电粘附的物理现象。这个现象使ISW可以利用它来捕获大量物体,例如聚合物,有机材料,甚至是金属。此外,ISW的弹性特性意味着它们可以伸展至其静止长度的三倍,从而使软机器人网能够捕获质量为网本身重量68倍的物品。
     
      ISW可以感应到目标在什么时间接近并进入网的范围内,随后可以及时启动静电粘附功能以优化其捕获和能量消耗。这一点特别重要,因为静电粘附捕获可能会导致网状物的污染。ISW具有非常不错的灵敏度,可将其“导通时间”最小化,与长期保持“导通”状态的同类机器相比,其附着力是那些机器的32.5倍。
     

     
      ISW还可以通过静电振动清理污染物,就像是蜘蛛将弹弓弹开时所产生的震动。根据博客文章解释,由于网本身没有弹弓,因此ISW使用电力在弦之间产生交替的吸引力和排斥力,这个力达到足以产生物理振动的频率。这个过程使ISW可以保留其高达98.7%的全功能特性,这对于它们在现实世界中的适用性至关重要。
     
      简而言之,ISW可以成为现实世界中软机器人高级应用程序的标志性框架。这项研究中展示的技术将直接应用于从电子皮肤到人造肌肉的众多领域。

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