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利用磁场远程操控软性机器人,这项黑科技将协助药物输送到体内

2017-04-05
比起那些十分坚硬的“前辈们”,软性机器人在与人类的互动中会具有更高的安全性。

【猎云网(微信号:ilieyun)】4月5日报道(编译:蔡怡然)

近年来,软性机器人领域受到了越来越多的关注,这是因为刚性机器人在空间的探索中有一定的不足,而软性机器人的出现恰好弥补了这一不足。最近, 北卡罗莱纳州州立大学的科学家团队就设定了这样的一个空间环境,他们可以在其中利用磁场来控制仿生机器人。

该团队在本周早些时候发表的一篇论文中着重提到了使用磁场来控制小型软性机器人预设运动的具体方式,并指出这项技术很可能被应用于包括各类生物医学应用在内的不同领域,比如可以远程控制嵌入式泵将药物输送到人体中。

图一

这个团队所做的工作意味着机器人的运动是可以远程操控的。传统的软性机器人需要通过对其气囊进行充气或者放气来触发机械手的某些动作。与传统的软性机器人相比,这项技术不再需要将机器人固定在一定范围内或是连接电源或者空气泵。

图二

“我们将磁链嵌入这些聚合物之中,当它们处于磁场中时,磁场就会产生一种扭矩,迫使磁链和磁场的方向保持一致。”副教授Joe Tracy说道,“所以,如果这款聚合物可以弯曲,那么磁链和磁场共同作用而产生的扭矩就能够让它弯曲。”

虽然这些机器人的设计很简单,但只要在其中嵌入磁性粒子,科学家们就能够让它们完成一些相对复杂的工作。有一个视频拍了下了这项技术的工作过程,看上去十分的不同寻常。当科学家将磁场施加于一个可折叠的软性机器人上时,它会被压平或者变成其它形状。这不免让人想到那些凭借“神秘力量”到处移动的细菌。

一谈到软体机器人,那些对这个领域十分熟悉的人们一定会想到哈佛大学George Whiteside研究小组发明的多步态机器人,还有北卡莱罗纳州立大学从大自然中获取灵感而打造的章鱼仿生机器人。

Tracy说:“这些软性机器人背后的一个核心的元素就是‘仿生’。我们研究了植物和动物的运作方式,其中大部分都是依靠软性材料。我们整个领域的发展也正是通过这种模仿自然以及自然结构的方式实现的。”

图三

软性机器人比起传统机器人来说有很多的内在优势:它们更便宜、更柔韧,而且比起那些十分坚硬的“前辈们”,软性机器人在与人类的互动中会具有更高的安全性。

而这支团队打造的软性机器人将原本简单的概念又进一步简化,最大限度地精简机器人的设计,但同时又让它有能力举起自身重量50倍的物体。这个机器人整个扩展、压缩和工作的过程就像一个临时泵一样。

目前,每个机器人只能完成单一的任务,但这些软性机器人的优势就在于人们可以里利用它们柔韧、易弯折的特征让它们执行各种不同的任务。不管怎样,现阶段,科学家们已经可以根据磁场来改变这些机器人的反应强度和方向。

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