科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然
據(jù)最新一期《自然·通訊》雜志報(bào)道，美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)工程研究人員展示了一種新型機(jī)器人抓手，它極其靈活精確，能夠提起柔弱的蛋黃而不破壞它，且其精確度足以舉起一根頭發(fā)。這一成果適用于柔性機(jī)器人和生物醫(yī)學(xué)技術(shù)。
新型機(jī)器人抓手能夠提起柔弱的蛋黃而不破壞它，且其精確度足以提起一根頭發(fā)。
圖片來(lái)源：Jie Yin，北卡羅來(lái)納州立大學(xué)
這種新型抓手借鑒了剪紙藝術(shù)，包括切割和二維（2D）折疊的方式，最后形成三維（3D）形狀。具體來(lái)說(shuō)，研究人員開發(fā)了一種新技術(shù)，通過在大部分材料上切割平行狹縫，使用剪紙將2D片材轉(zhuǎn)換為彎曲的3D結(jié)構(gòu)。3D結(jié)構(gòu)的最終形狀在很大程度上取決于材料的外邊界。例如，具有圓形邊界的2D材料將形成球形3D形狀。
研究人員表示：“我們定義并展示了一個(gè)允許用戶向后工作的模型。如果用戶知道他們需要什么樣的彎曲3D結(jié)構(gòu)，就可以用這種方法來(lái)確定他們?cè)?D材料中所用的狹縫的邊界形狀和圖案。通過控制材料被推或拉的方向，可對(duì)最終結(jié)構(gòu)進(jìn)行額外的控制。”
新技術(shù)比以前將2D材料轉(zhuǎn)換為彎曲3D結(jié)構(gòu)的技術(shù)要簡(jiǎn)單得多，它允許設(shè)計(jì)師從2D材料創(chuàng)建各種定制結(jié)構(gòu)。
研究人員制造的新型抓手能夠抓取和提升蛋黃、人類頭發(fā)等物體，體現(xiàn)了該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)用性。
研究人員表示，“傳統(tǒng)的抓手牢牢抓住物體，它們通過向物體施加壓力來(lái)抓取物體。當(dāng)試圖抓住易碎的物體（例如蛋黃）時(shí)，可能會(huì)造成問題。但我們的抓手本質(zhì)上是圍繞一個(gè)物體，然后將其舉起，類似于將雙手抱在一個(gè)物體上的方式。這使我們能夠在不犧牲精度的情況下‘抓握’和移動(dòng)精細(xì)的物體”。
研究人員還在探索如何使用這種技術(shù)來(lái)制造對(duì)人體膝蓋加溫的設(shè)備，這具有潛在的治療應(yīng)用價(jià)值。
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