科学家创造出用腹部控制的“第三只手臂”

科学家创造出用腹部控制的“第三只手臂” 为了进行这项研究,我们制作了一个装置,让用户坐在其中,同时抓住两个外骨骼式手臂上的把手,并佩戴一个配备传感器的腰带,以检测他们的图表运动。他们还戴着一个 VR 头盔,通过它来观看虚拟环境。通过移动外骨骼手臂,用户可以在 VR 世界中用虚拟版的真实手臂执行任务。此外,通过以特定方式移动横膈膜,用户还可以控制虚拟的第三只手臂。第三只手臂位于虚拟左臂和右臂之间,设计成对称的六指手两侧都有一个拇指这样就不会被认为属于某一侧或另一侧。在对 61 名志愿者进行的 150 次测试中,事实证明大多数人都能轻松掌握这种设置。重要的是,测试对象能够在控制左右手臂的同时控制第三只手臂有点像同时拍头和揉肚子。在操作第三只手臂时,参与者还能参与对话,并将视线从任务上转移开。在随后的研究阶段,志愿者的胸前绑上了一个实体机械臂。该装置实际上只是一根从底座伸进和伸出的杆,但使用者仍然可以移动它,让它的"手"按照指示悬停在给定的目标圆圈上。尽管如此,这项研究并不是专门为了开发实用的第三机械臂。"这种第三臂控制的主要动机是了解神经系统,"米塞拉说。"如果你挑战大脑做一些全新的事情,你就能了解大脑是否有能力做到这一点,以及是否有可能促进这种学习。然后,我们就可以将这些知识用于开发残疾人的辅助设备或中风后的康复方案等。"有关这项研究的论文最近发表在《科学机器人学》(Science Robotics)杂志上。您可以在下面的视频中看到虚拟和实体第三只手臂的动作。 ... PC版: 手机版:

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《第三只眼睛》 惊悚 恐怖

第三只眼睛Jessica MIla / Bianca Hello / Danny Sumargo

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科学家创造出世界上最小、最轻、最快的全功能微型水黾机器人 华盛顿州立大学的研究人员开发出了体积最小、速度最快的微型机器人,有望改变从人工授粉到外科手术的各个领域。这些机器人利用形状记忆合金进行运动,比以前的型号明显更轻、更快,通过模仿自然界昆虫的行为,有望实现更高的自主性和效率。图片来源:西悉尼大学图片社速度和微型化方面的突破机械与材料工程学院的博士生、这项研究的第一作者康纳-特里格斯塔德(Conor Trygstad)说:"与这种规模的其他微型机器人相比,这是非常快的速度,尽管它仍然落后于它们的生物亲戚。一只蚂蚁通常重达五毫克,移动速度可达每秒近一米。"微型机器人的关键在于使机器人移动的微型致动器。特里格斯塔德利用一种新的制造技术,将致动器微型化到不足一毫克,这是目前已知最小的致动器。一个西悉尼大学创造的机器人被放在一个25美分硬币旁边,以显示其大小。资料来源:西悉尼大学领导该项目的西悉尼大学机械与材料工程学院工程学副教授 Néstor O. Pérez-Arancibia 说:"这些致动器是迄今为止为微型机器人开发的最小、最快的致动器。"先进的致动器技术致动器使用一种称为形状记忆合金的材料,这种材料在加热时能够改变形状。之所以称之为"形状记忆",是因为它能记住并恢复到原来的形状。与移动机器人的典型电机不同,这些合金没有任何活动部件或旋转组件。Trygstad 说:"它们的机械性能非常好,轻型致动器的开发开辟了微型机器人技术的新领域。"形状记忆合金一般不用于大规模机器人运动,因为它们的速度太慢。但在西悉尼大学的机器人中,执行器是由两根直径为 1/1000 英寸的微小形状记忆合金线制成的。只需少量电流,这些金属丝就能轻松加热和冷却,使机器人能够以每秒 40 次的速度扇动鳍或移动脚。在初步测试中,致动器还能举起超过自身重量 150 倍的物体。与其他用于使机器人移动的技术相比,SMA 技术也只需要极少量的电力或热量就能使机器人移动。未来方向与改进Trygstad 说:"SMA 系统对供电系统的要求要低得多。"他是一名狂热的钓鱼爱好者,长期以来一直在观察水黾,并希望进一步研究它们的动作。虽然西悉尼大学的水黾机器人是用扁平的拍打动作来移动自己,但自然界的昆虫会用腿做更有效率的划船动作,这也是真正的昆虫能移动得更快的原因之一。研究人员希望模仿另一种昆虫,开发出一种既能在水面上也能在水面下移动的水黾型机器人。他们还在努力利用微型电池或催化燃烧技术,使机器人完全自主,不受电源束缚。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家创造出的新材料兼具玻璃聚合物的硬度和凝胶的拉伸性 研究人员创造了一种名为"玻璃凝胶"的新型材料,这种材料与玻璃聚合物一样坚硬,但如果施加足够的力,它可以拉伸到原长度的五倍,而不会断裂。玻璃态凝胶的一个关键特点是,它们的液体含量超过 50%,这使得它们比具有类似物理特性的普通塑料更能有效导电。资料来源:北卡罗来纳州立大学王美香科学家们发明了一种名为"玻璃凝胶"的新型材料,这种材料尽管含有 50% 以上的液体,但却非常坚硬且不易破裂。加上玻璃凝胶易于生产,这种材料有望应用于多种领域。凝胶体和玻璃态聚合物是历来被视为截然不同的两类材料。玻璃态聚合物质地坚硬,通常比较脆。它们用于制造水瓶或飞机窗户等物品。凝胶(如隐形眼镜)含有液体,柔软而有弹性。"我们创造了一类被称为玻璃凝胶的材料,这种材料和玻璃聚合物一样坚硬,但如果施加足够的力,它可以拉伸到原来长度的五倍,而不会断裂,"这项研究论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程系卡米尔和亨利-德雷福斯教授迈克尔-迪基(Michael Dickey)说。"更重要的是,一旦材料被拉伸,你就可以通过加热使其恢复原状。此外,玻璃凝胶的表面具有很强的粘性,这在硬质材料中并不多见。"该论文的共同第一作者、北卡罗来纳州立大学博士后研究员王美香说:"玻璃凝胶的一个关键特点是,它们的液体含量超过 50%,这使得它们比物理特性相当的普通塑料更能高效导电。考虑到这些材料所具有的许多独特性质,我们对它们的用途感到乐观。"玻璃态凝胶,顾名思义,实际上是一种结合了玻璃态聚合物和凝胶最诱人特性的材料。为了制造玻璃态凝胶,研究人员首先将玻璃态聚合物的液态前体与离子液体混合。将这种混合液体倒入模具中,暴露在紫外线下,使材料"固化"。然后移除模具,留下玻璃状凝胶。"离子液体是一种溶剂,就像水一样,但完全由离子组成,"Dickey 说。"通常在聚合物中添加溶剂时,溶剂会推开聚合物链,使聚合物变得柔软、可伸展。这就是为什么湿隐形眼镜柔软,而干隐形眼镜不柔软的原因。在玻璃态凝胶中,溶剂会将聚合物分子链推开,使其像凝胶一样具有拉伸性。然而,溶剂中的离子会强烈吸引聚合物,从而阻止聚合物链移动。链条无法移动就使其成为玻璃状。最终的结果是,由于吸引力的作用,材料变得坚硬,但由于额外的间距,材料仍然能够拉伸。"研究人员发现,玻璃凝胶可以用各种不同的聚合物和离子液体制成,但并非所有类别的聚合物都能用于制造玻璃凝胶。Dickey说:"带电或极性的聚合物有望用于玻璃凝胶,因为它们会被离子液体吸引。也许玻璃凝胶最吸引人的特点就是它们的粘性,因为虽然我们知道是什么让它们变得坚硬和可拉伸,但我们只能猜测是什么让它们如此具有粘性。"在测试中,研究人员发现,玻璃状凝胶即使含有 50-60% 的液体,也不会蒸发或变干。他们还认为,玻璃凝胶易于制造,因此有望得到实际应用。Dickey 说:"制造玻璃态凝胶是一个简单的过程,可以通过在任何类型的模具中固化或 3D 打印来实现。大多数具有类似机械性能的塑料都要求制造商将聚合物作为原料进行生产,然后将聚合物运输到另一个工厂,在那里聚合物被熔化并形成最终产品。我们很高兴看到如何使用玻璃凝胶,并愿意与合作者一起确定这些材料的应用"。这篇题为"由溶剂增韧的玻璃凝胶"的论文于 6 月 19 日发表在《自然》杂志上。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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