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在測試過程中,該軟體機器人達到了每秒70倍體長的奔跑速度,該結(jié)果是令人驚奇的,因為即使是獵豹(地球上奔跑速度最快的陸地動物)也只能達到每秒23倍體長的速度!; I/ w- {* Y. C8 u v$ _- N; ?
! E4 ^) B! Y7 j& o! _7 |$ b: j) y% M 據(jù)報道,目前,奧地利約翰內(nèi)斯·開普勒大學(xué)科學(xué)家最新研制出能夠高速奔跑、游泳和跳躍的可操控軟體機器人,在測試過程中,機器人達到了每秒70倍體長的奔跑速度,該結(jié)果是令人驚奇的,因為即使是獵豹(地球上奔跑速度最快的陸地動物)也只能達到每秒23倍體長的速度!
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+ W7 {$ q# P/ ~" C# Z 堪比機器人“小獵豹”
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盡管它們可能是地球上速度最快的軟體機器人,但人們不要期望它們達到絕對速度記錄,因為該機器人的身體僅有毫米等級大小。軟體機器人不同于工廠、餐館和科學(xué)展覽中看到的傳統(tǒng)機器人,前者是由聚合物和形狀記憶合金(這些合金會隨溫度變化而改變形狀)等柔性材料制成,柔軟的材料會使機器人的功能類似于生物體或者活體組織,相比之下,傳統(tǒng)機器人則是由塑料、鋁和金屬等剛性材料制成。* w! G" {" Y8 _3 _
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長期以來,科學(xué)家們一直試圖創(chuàng)造出速度足夠快的軟體機器人,以便在其他機器無法工作的極端環(huán)境中運行,它們可以在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,例如:超速機器人可能會取代結(jié)腸鏡檢查等侵入性方法,醫(yī)生可以使用超速軟體機器人檢查任何傳統(tǒng)診斷機器人難以檢查的身體器官(例如胃)是否異常。! T% R9 I4 V. B- ]$ j3 _9 J
0 N7 @$ |1 w- K4 p' _: F: r# D 超速機器人
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) Q" h$ `3 z$ \& f5 x: `% o 這種超速機器人是使用一種叫做galinstan的液態(tài)金屬合金制成,它由錫、鎵和銦元素組成,通常galinstan不用于制造軟體機器人,軟體機器人一般采用硅基彈性材料制造。該研究報告第一作者、約翰內(nèi)斯·開普勒大學(xué)軟物質(zhì)物理學(xué)家毛國勇(音譯)博士說:“這種材料最重要的特性是它在室溫下是液態(tài),同時也具有高導(dǎo)電性,這將有助于制造柔軟、可變形的線圈結(jié)構(gòu)。”
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研究人員使用液態(tài)金屬3D打印技術(shù)制造galinstan線圈,這些3D打印線圈被嵌入彈性外殼中,使用一個驅(qū)動器控制它們的形狀,這就產(chǎn)生了一個能夠提供快速驅(qū)動和推進的線圈狀軟體電磁機器人(SEMR),研究人員依據(jù)機器人移動的基底配備了L形或鋸齒形“腳”。
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軟體電磁機器人采用鋰聚合物電池提供動力,其超快運動由電磁執(zhí)行器(將電能轉(zhuǎn)化為機械能的組件)驅(qū)動,執(zhí)行器是磁響應(yīng)元件,因此快速移動的機器人可以很容易地使用靜態(tài)磁場進行控制。在測試過程中,這種栓系機器人在飛機上移動速度為每秒35倍體長,在三維折疊物體表面上的移動速度為每秒70倍體長,此外,在水下測試中,它們的游泳速度為每秒4.8倍體長。毛國勇指出,我們認為這是機器人領(lǐng)域一項頗有前景的新技術(shù),未來具有很大潛力,我們無法找到任何類似的技術(shù),利用一種柔軟的功能材料,就能在非常高的速度下完成許多任務(wù)。6 U$ V5 N* b T$ Q( \- D, b
/ P! H' c! V0 Z8 s* w; \ 超速機器人的未來& v+ i( e; ]# C2 A, R y$ z9 ^
1 X4 V- z. S% w" C2 ^+ u% o3 K 同時,研究人員還對無栓系軟體機器人原型進行了速度測試,結(jié)果顯示它們的游泳速度是每秒1.8倍體長,陸地最大移動速度是每秒2.1倍體長,目前,他們計劃進一步提高無栓系機器人的工作效率和性能表現(xiàn)。+ y6 R. [7 K: q! w5 ?
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毛國勇和同事表示,使用液態(tài)3D打印技術(shù)研制更多毫米等級軟體電磁機器人,有助于未來制造體型更大的超速軟體機器人。
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2 M# y0 X0 k! o4 b) c 近年來,科學(xué)家致力于研制軟體機器人,出現(xiàn)了許多類型的軟體機器人,一些軟體機器人可以幫助我們從海洋中清除塑料垃圾,另一些能讓我們研究分析月球和火星表面高溫沙漠。對于所有軟體機器人而言,速度是一個很大的限制因素,超速軟體電磁機器人技術(shù)或?qū)⑼黄七@個瓶頸限制。 |
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