人類皮膚是難(nán)以(yǐ)複製的(de),因為(wéi)它不僅柔韌、有觸感且能夠自愈。然而,科學家們的最新發現正在賦予機器人皮(pí)膚這樣的特性
你以為隻(zhī)有生命體的皮膚才柔韌抗壓,有觸感,可以自愈?最近的研究成果表明,機器人的(de)皮膚也可以(yǐ),甚至比人類皮(pí)膚表現得更好。
英國格(gé)拉斯哥大學的研究人員使用石(shí)墨烯,開發出了一種觸覺比人手更靈敏的電子機器人皮膚。
據外媒報道,格拉斯哥大學教授Ravinder Dahiya表示,新開發的機器人皮膚本質上是一種觸覺傳(chuán)感器,科學家(jiā)們(men)將利用它造出更輕巧的義肢,以及(jí)表麵(miàn)皮膚摸起來更柔軟、更自然的機器人。
而這種傳感器也是邁向更柔軟的機器人(rén)和更靈敏的觸摸屏傳感器的(de)第一步。
這種低(dī)功耗智能機器人皮膚由一層單原子層石墨烯製成。皮膚每平方厘(lí)米(mǐ)的功(gōng)率為20納瓦,相當於目前可用的最低質量的光(guāng)伏電池。雖然(rán)皮膚的光伏電池產生的能量還不能存儲,但工(gōng)程團隊正在探索將未使用的能源轉移到電(diàn)池中的方法,以便在需要時可(kě)以使用(yòng)。
石墨烯是目前發現(xiàn)的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料。由於其良好的強度、柔韌、導電等特性,它在物理學、材料學、電子信息等領域具有廣闊的應用潛力(lì)。
在光學特性方麵,有研究(jiū)數據表明,單層石墨烯(xī)對(duì)可見光以及近紅外(wài)波段光垂直的吸收率僅為(wéi)2.3% 。
“如何讓陽光透過覆蓋在光(guāng)伏電池上(shàng)的皮膚是我們真正的挑戰。”Ravinder對《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)表示。
“無論是何種(zhǒng)光(guāng)線,98%都能到達太陽能電池。” Dahiya對BBC解(jiě)釋道,太陽能電(diàn)池(chí)產生的電能被用於(yú)產生觸(chù)覺。“它(tā)的觸覺比(bǐ)人類的皮(pí)膚要好上一個數量級(jí)。”
皮膚給予了機器人手臂應有(yǒu)的(de)按壓反饋,使其可以更好地(dì)控製抓取物(wù)體的力量,即便是易碎的雞蛋也可以(yǐ)穩穩地拿起和放下。
Dahiya 表示:“下一步是開發支持這項研究的發電技術,並用它來(lái)驅動假手的電機,這可以讓我們創建一個完(wán)全能量自主的假肢。”
此外,這種性(xìng)能優越的機器人皮膚也並不昂貴,Dahiya表示,5-10平方厘米的新型皮膚(fū)隻需花費1美元的成本。事實上,石墨烯能做到的(de)遠不止賦(fù)予機(jī)器手臂敏銳的觸感這(zhè)一點,它還能幫助機器人皮膚自愈。
據futurism報道(dào),印度科學家在期刊Open Physics發表的的最新研究發現,石墨烯具有強大的自(zì)我修複(fù)功能。科(kē)學(xué)家們希望能將這一特性應用到傳(chuán)感器領域,讓機器人也和人類一樣擁有皮膚自我修複功能。
傳統的(de)金屬機器人皮膚的延展性較差,容易(yì)出現裂隙和破損。然(rán)而如(rú)果石墨烯製成的亞納米傳感器可(kě)以感(gǎn)知到裂隙,那麽機器人皮膚(fū)就可以阻止裂隙進一步擴(kuò)大,甚至修複裂隙。研究數(shù)據表明,當裂隙超過(guò)臨界位移閾值(zhí)後,自動修複功能就會自動啟動。
“我們(men)希望通過分子動力模擬過程觀(guān)察原始和有(yǒu)缺陷的單層(céng)石墨烯(xī)的自(zì)愈行為,同時也觀察石墨烯在亞納米(mǐ)傳感器裂隙定位過程中的表現。”在接受采訪時,論文的主要撰寫者Swati Ghosh Acharyya表示 :“在室(shì)溫且沒有任何外部刺激的情況下,我們能夠觀察到石墨烯的自我修(xiū)複行(háng)為。”
來(lái)自印度(dù)的研究人員表示,這項技術將會迅速投入應用,或許就(jiù)是下一代(dài)機器人。
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