软体机器人可模仿毛毛虫挤过缝隙

软体机器人可模仿毛毛虫挤过缝隙它是以珍珠母蛾（Pleurotyaruralis）的毛虫为模型。与其他毛虫一样，该毛虫通过依次蜷缩其身体各部分来向前或向后移动--身体蜷缩的动作可以从前面到后面，也可以从后面到前面。而当毛虫使用其肌肉来这样做时，该机器人使用纳米线加热器来实现这一点。机器人的身体是由两层不同的聚合物堆积而成的--上面的聚合物受热后会膨胀，而下面的聚合物受热后会收缩。嵌入顶层的是一个银纳米线网络，沿机器人的长度方向有多个引出点。当电流施加在这些点中的任何一个时，该区域的纳米线就会加热，从而加热它们周围的聚合物。这导致机器人的身体仅在该区域向上弯曲。因此，通过依次对多个相邻的引出点施加电流，就有可能产生一条沿身体任何方向的曲线。该研究的第一作者、博士后研究员吴爽说："我们证明了毛毛虫机器人能够将自己向前拉并将自己向后推。一般来说，我们应用的电流越多，它在任何一个方向上的移动速度就越快。然而，我们发现有一个最佳周期，它给了聚合物冷却的时间--有效地让'肌肉'在再次收缩之前放松。"通过选择性地激活机器人前部和后部的纳米线加热器，研究人员能够将其移过一个30毫米（1.2英寸）长的、高度仅为3毫米的间隙。朱勇说："这种驱动软体机器人运动的方法是高度节能的，我们有兴趣探索如何使这一过程更加高效。接下来的其他步骤包括将这种软体机器人运动的方法与传感器或其他技术相结合，以用于各种应用--如搜索和救援设备。"这项研究在最近发表于《科学进展》杂志的一篇论文中进行了描述。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351047.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351047.htm

番茄酱瓶启发了设计移动软体机器人的新方法

番茄酱瓶启发了设计移动软体机器人的新方法由埃因霍温科技大学的一个团队设计的这个小工具被称为"滞后阀"。它模仿了番茄酱瓶阀门快速和反复打开和关闭的趋势（每次都会放出一点番茄酱），即使瓶子被顺利和均匀地挤压。这样的反应似乎是无法实现的在番茄酱瓶中也是如此。但在机器人中，如果空气通过这样的阀门被泵入一个柔软的气动腿或手指，这种类似于番茄酱瓶口溅射的动作将导致附属物反复膨胀和收缩，在这样做的时候来回移动。更重要的是，这种运动将由一个简单的模拟机制启动，而不是更复杂和耗电的电子设备。甚至有可能通过机器人环境的变化来触发气泵，从而消除了对外部控制的需求。滞后阀，关闭（左）和打开（右）图像来源/埃因霍温科技大学简单地说，滞回阀由一个平坦的硅胶底座组成，上面有激光切割的缝隙。由缝隙形成的瓣膜保持关闭，直到它们后面的气压达到一定的阈值，此时它们会打开并释放空气。然后它们再次关闭，这个循环不断重复。出乎意料的是，研究人员发现，当两个阀门连接到一个泵上时，它们往往会彼此不同步地打开和关闭--换句话说，当另一个阀门关闭时，一个阀门会打开。利用这一效应，研究人员创造了一个软体机器人，使用四条交替踏步的腿行走。他们还创造了一个机器人的手，它的气动手指依次颤动。关于这项研究的论文发表在《物质》杂志上，这项研究由BasOvervelde副教授和博士生研究员LuukvanLaake领导。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333737.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333737.htm

研究人员制作出史上最快的游泳软体机器人“Butterfly bots”

研究人员制作出史上最快的游泳软体机器人“Butterflybots”"迄今为止，游泳软体机器人的游泳速度还不能超过每秒一个身位，但是海洋动物--比如蝠鲼--能够游得更快，而且效率更高，"关于这项工作的论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程系副教授JieYin说。"我们想借鉴这些动物的生物力学，看看我们是否能开发出更快、更节能的软体机器人。我们开发的原型工作得特别好。"受蝠鲼生物力学的启发，北卡罗来纳州立大学的研究人员已经开发出一种节能的软体机器人，其游泳速度比以前的游泳软体机器人快四倍以上。这些机器人被称为"蝴蝶机器人"，因为它们的游泳动作类似于人在进行蝶泳时手臂的运动方式。研究人员开发了两种类型的蝴蝶机器人。一种是专门为速度而设计的，能够达到每秒3.74个身位的平均速度。第二种被设计成高度机动性，能够向右或向左急转。这个可操作的原型能够达到每秒1.7个身位的速度。"研究空气动力学和生物力学的研究人员使用一种叫做斯特劳哈尔数（Strouhal）的概念来评估飞行和游泳动物的能量效率，"该论文的第一作者、北卡罗来纳州立大学的新近博士毕业生YindingChi说。"当动物游泳或飞行时，Strouhal数在0.2和0.4之间，推进效率达到峰值。我们的两个蝴蝶机器人的Strouhal数都在这个范围内。"蝴蝶机器人的游泳动力来自它们的翅膀，它们的翅膀是"双稳态的"，这意味着翅膀有两种稳定状态。翅膀类似于一个扣式发夹，发夹在两种状态下都可以保持稳定的，在施加一定量的能量（通过弯曲它）之前和之后，当能量达到临界点时，发夹就会稳定地形成两种不同的形状。在蝴蝶机器人中，受发夹启发的双稳态翅膀被连接到一个柔软的硅胶体上。用户通过将空气注入软体内部的腔室来控制翅膀在两种稳定状态之间的切换。当这些腔室充气和放气时，机身就会上下弯曲--迫使机翼随之来回摆动。"以前开发扑翼机器人的大多数尝试都集中在使用电机直接向双翼提供动力。我们的方法使用双稳态翼，通过移动中心体被动地驱动。这是一个重要的区别，因为它允许简化设计，从而降低了重量"。研究人员表示。更快的蝴蝶机器人只有一个"驱动单元"，这使得它虽然游速非常快，但很难向左或向右转弯。可操控的蝴蝶机器人本质上有两个驱动单元，它们并排连接。这种设计允许用户操纵两边的翅膀，或者只"扇动"一个翅膀，这就是使它能够进行急转弯的原因。"这项工作是一个令人兴奋的概念证明，但它有局限性，"研究人员称，"最明显的是，目前的原型被细长的管子拴住了，这是我们用来将空气泵入中央机构的。我们目前正在努力开发一个无拴的、自主的版本。"这篇题为"高速高效、类似蝶泳的软体游泳器的系留"的论文将于11月18日发表在开放获取的《科学进展》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333247.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333247.htm

一种自带长鞭的史前海洋生物以软体机器人形态重见天日

一种自带长鞭的史前海洋生物以软体机器人形态重见天日根据西班牙和波兰古生物学家的意见设计的机械版Pleurocystitid在菲尔-勒杜克（PhilLeDuc）和卡梅尔-马吉迪（CarmelMajidi）教授的带领下，卡内基梅隆大学机械工程系的科学家们最近开始研究棘皮动物究竟是如何利用茎状附肢在海底移动的。他们以化石为向导，着手制造了一个（部分）软体机器人胸囊虫，它拥有一个灵活的电动茎状附肢。指导机器人设计的Pleurocystitid化石卡内基梅隆大学当这种"古代仿生"装置在实验室进行测试时，研究人员发现，茎部的大范围扫动最适合推动机器人前进。更重要的是，增加茎干的长度可以显著提高机器人的速度，而不需要使用任何额外的能量。这些发现最终可用于指导机器人的设计，使其在海底或类似环境中快速高效地移动。当然，这项研究也为我们了解海洋生物的运动方式在数百万年间的变化提供了宝贵的见解。勒杜克说："为将近5亿年前就存在的东西赋予新的生命本身就令人兴奋，但这一突破真正令我们兴奋的是，我们将能从中学到很多东西。"您可以在下面的视频中看到机器人的动作。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395229.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1395229.htm

仿生学启发设计的柔软的毛毛虫机器人利用折纸的力量移动身体

仿生学启发设计的柔软的毛毛虫机器人利用折纸的力量移动身体访问：Saily-使用eSIM实现手机全球数据漫游安全可靠源自NordVPN正如我们最近看到的其他蛇形机器人一样，它（或它的后代）有朝一日可能会被用于搜索被困在灾难现场废墟下的幸存者，甚至可能用于探索其他星球的表面。它的模块化机身由一排磁性连接的分段组成。必要时，这些部分可以相互分离，并作为一个协作"蜂群"四处移动。不过，在大多数应用中，它们还是会像毛毛虫一样连在一起。每个圆柱形部件的PET（聚对苯二甲酸乙二酯）表皮都采用了克瑞斯林式折纸图案。简而言之，这种折纸图案由多个对角折痕组成，可使圆柱段向下扭转成扁平圆盘状，然后再膨胀成圆柱状。每条折线上都有由液晶弹性体和聚酰亚胺组成的薄"控制条"，这两种材料上都覆盖着一条与电源相连的银纳米线。向纳米线网络施加电流会使其发热，进而加热控制条。液晶弹性体条对热量的反应是收缩，而聚酰亚胺条则同时膨胀。这种沿折叠线的不对称组合反应使膜段向下扭曲成圆盘状。当电流关闭时，薄膜又会膨胀成圆柱体。以这种方式依次激活所有区段，机器人就可以向前或向后移动。也就是说，纳米线"加热器"带可以只在片段的一侧激活。这将导致该段仅在这一侧收缩。如果以这种方式触发了相邻的几个节段，Robotopillar的身体就会向那个方向弯曲和移动。科学家们目前正在努力提高机器人的速度并改进其转向性能。由普林斯顿大学博士后研究员赵拓领导的研究论文最近发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。您可以在Vimeo上观看机器直立人的行动。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430338.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430338.htm

研究人员开发出可从陆地到海洋之间无缝转换工作的软体机器人

研究人员开发出可从陆地到海洋之间无缝转换工作的软体机器人"我们受到大自然的启发，开发出一种能够执行不同任务并适应环境的机器人，而无需增加致动器或复杂性，"计算机科学学院人机交互研究所变形物质实验室的博士后DineshK.Patel说。"我们的双稳态致动器简单、稳定、耐用，为未来的动态、可重新配置的软体机器人工作奠定了基础。双稳态致动器是由含有形状记忆合金弹簧的3D打印软橡胶制成的，它对电流的反应是收缩，这导致致动器弯曲。该团队利用这种双稳态运动来改变推杆或机器人的形状。一旦机器人改变了形状，它就会保持稳定，直到另一个电荷将它变回以前的配置。CMU工程学院机械工程系教授卡梅尔-马吉迪（CarmelMajidi）说："与动物如何从行走到游泳到爬行到跳跃相匹配，是生物启发和软体机器人技术的一个巨大挑战。"例如，该团队创造的一个机器人有四个弯曲的致动器，连接到一个由两个双稳态致动器组成的手机大小的身体的四角。在陆地上，弧形致动器充当腿，使机器人能够行走。在水中，双稳态致动器改变了机器人的形状，使弧形致动器处于一个理想的位置，充当螺旋桨，使它能够游泳。"需要有腿来在陆地上行走，需要有螺旋桨来在水中游泳。"密歇根大学机器人学助理教授、Majidi的前博士生XiaonanHuang说："用为每种环境设计的独立系统来建造机器人会增加复杂性和重量。"我们为两种环境使用同一个系统，以创造一个高效的机器人。"该团队创造了另外两个机器人：一个可以爬行和跳跃，一个受毛虫和球鼠妇（西瓜虫）的启发，可以转换爬行和滚动的姿态。这些执行装置只需要一百毫秒的电荷就能改变它们的形状，而且它们很耐用。该团队让一个人骑着自行车在其中一个执行器上骑了几次，并将他们的机器人形状改变了数百次，以证明其耐用性。在未来，这些机器人可用于救援情况或与海洋动物或珊瑚互动。在执行器中使用热激活弹簧可以开辟环境监测、触觉以及可重构电子和通信方面的应用。HCII的Cooper-Siegel助理教授兼MorphingMatter实验室负责人LiningYao说："有许多有趣和令人兴奋的场景，像这样的节能和多功能机器人可能是有用的。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354195.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354195.htm