艾默生 R48-5800A

更新时间: 2023-06-07

柔性机器人的材料和驱动

需要高灵活性和可变形性的柔性机器人，主要技术难点在于其构成材料，其次在于驱动上，因为传统的刚性连接器和外壳已不再适用，人们会想办法保证其材料的柔软性，目前比较常见的是通过3D打印的方式来制作“外壳”，比如水凝胶造出的胶状机器人，MIT的一个研究团队就做了尝试性的试验，他们用3D打印和激光切割打造出水凝胶的外壳，实现“身体”的“柔韧性”，然后通过液压驱动的方式驱动机器人的运动。

再就是通过一些特殊的材料来打造类似于人造肌肉的材料，像电活性聚合物（EAP）、形状记忆合金这样的物质都是人造肌肉的良好材料，以形状记忆合金为例，它可以根据温度自动改变形状，并且能够记住这些形状，实现弯曲、变短、抓取物体等动作。

新进展比较多的材料就是文章一开始提及的液态金属，可以在电、磁、光、热、化学、机械等外场控制下，在不同的形态和运动模式上任意切换，甚至吃”掉“燃料”后，能够自主运动等类生物行为。。

从材料来看，主要是电力驱动，比如上述的人造肌肉材料等职能材料需要通电产生的形变产生驱动力，其次就是利用环境的变化来获取动力，如温度、空气以及光照等方式。但是这些驱动方式也有很大的隐患，机器人的运动精度控制上有难度，另一方面，如果驱动机器人运动所需的电场强度过高，也会影响它在一定范围内的运动。

所以目前虽然柔性机器人的研究机构颇多，研究方向也不同，但离落地使用，还有很长一段路要走，柔性机器人或许能令我们人类开发生物启发下的人工智能，从而将其应用到更多不同场景。