2011年1月29日 星期六

軟機械手臂靠充氣 「海星」能抓起生雞蛋

軟機械手臂靠充氣 「海星」能抓起生雞

美國哈佛大學科學家發明一種神奇的軟體機械手臂!這種軟體機械手臂看起來像是一個由軟塑料製成的海星,當通過一根細管道向其中充氣時,「海星」就會復活,觸角開始向內彎曲收攏,變成一個連生雞蛋都能抓起的機械手。

據了解,在機器生產、現代外科手術,還是在爆炸裝置和無人駕駛飛船鈍化過程中,機械手臂在許多領域都已成為不可或缺的重要工具,不過,在處理一些脆弱物體,如水果和內臟器官時,傳統的硬機械手臂面臨很大的困難,它們必須要藉助一些柔軟的機械組件。

懷特塞德斯(George M. Whitesides)和研究團隊希望能夠實現一種新的軟體機械手臂,他們將細管道置入人造橡膠中,這些管道像氣球一樣通過充氣的方式進行變化和運動,空氣通過管道可以膨脹到橡膠最彎曲的區域,而這些區域擁有最薄的外壁。

如果這些外壁能夠由更柔軟的材料製成,那麼橡膠將更具彈性。懷特塞德斯等人為了能讓所有膨脹的管道互通打開空間,整個組件呈彎曲狀、外壁更具彈性,以及做出更複雜的動作,他們組合了一個完整的機械手臂。

這種機械手臂究竟是如何變形的?懷特塞德斯等人將兩個不同硬度的矽橡膠製成結合在一起,進行動作配合,製造出像「海星」一樣的機械手臂。在機械手臂中充氣,使空氣圍繞在物體周圍並發生彎曲,就像手指抓住物體一樣。

「海星」的神奇在於抓握動作很輕柔,甚至可以抓住一隻生雞蛋或一隻活老鼠,與傳統的硬機械手臂相比,它們並不是通過複雜的傳感器進行精確的控制。懷特塞德斯及其研究團隊的研究成果發表於《應用化學》(Angewandte Chemie)雜誌之上。


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