全球首個(gè)業(yè)態(tài)全柔性機(jī)器人由天津大學(xué)研發(fā)出

 傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺(jué)、味覺(jué)和嗅覺(jué)等感官，讓物體慢慢變得活了起來(lái)。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。而柔性電子器件具有類皮膚特性的特征：超薄、柔性、可延展。在能源、醫(yī)療、通信等領(lǐng)域，都擁有廣闊前景。近日，天津大學(xué)精儀學(xué)院教授黃顯所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出全球首個(gè)液態(tài)全柔性智能機(jī)器人。該研究可搭載溫度傳感器、濕度傳感器、葡萄糖傳感器等，未來(lái)有望成為柔性電子產(chǎn)業(yè)和植入醫(yī)療器械的革命性突破。相關(guān)研究成果已發(fā)表于《尖端科學(xué)》。

理論上，利用柔性電子技術(shù)研發(fā)的微型軟體機(jī)器人可反復(fù)改變形狀，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、抓取、運(yùn)輸和觸覺(jué)感應(yīng)等功能。然而，在現(xiàn)階段，軟體機(jī)器人依然面臨著不可忽視的硬傷，那就是它需要依賴傳統(tǒng)的剛性傳感元件和電路，這就嚴(yán)重阻礙了此類機(jī)器人性能的實(shí)現(xiàn)及拓展。

該機(jī)器人示意圖，資料圖

據(jù)了解，受柔軟的水母、輪蟲等腔腸動(dòng)物和浮游生物的啟發(fā)，黃顯團(tuán)隊(duì)利用液滴的柔軟無(wú)定形特性和柔性電子器件的超薄柔軟特性，構(gòu)建了一種全新的“智能液滴”——液態(tài)全柔性智能機(jī)器人。該智能機(jī)器人具有超小型、全柔性、可編程控制等特點(diǎn)，能在不同環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、變形和傳感測(cè)量。

除具備良好的運(yùn)動(dòng)和環(huán)境適應(yīng)能力之外，液態(tài)全柔性智能機(jī)器人還可搭載多種傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、光學(xué)傳感器、應(yīng)力傳感器、葡萄糖傳感器、食品毒素傳感器和無(wú)線能量采集模塊等，未來(lái)可用于基因測(cè)序、化學(xué)合成、藥物遞送等領(lǐng)域，甚至有望進(jìn)入人體，檢測(cè)血液健康數(shù)據(jù)，具有十分重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。據(jù)介紹，傳統(tǒng)的柔性電子器件載體包括人體、動(dòng)物體等柔性物體。以液滴為載體且跟隨液體共同運(yùn)動(dòng)的柔性機(jī)器人在世界上尚屬首例，液滴與柔性電子的結(jié)合，也代表了柔性電子技術(shù)的最新形態(tài)。

延伸閱讀：MIT新型機(jī)器人可像植物一樣自動(dòng)“生長(zhǎng)”

與上述受生物啟發(fā)的研究類似，因受到植物生長(zhǎng)方式的啟發(fā)，近期，在近期于澳門舉行的IEEE國(guó)際智能機(jī)器人與系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議(IROS)上，麻省理工學(xué)院(MIT)的工程師最新展出出一種新型機(jī)器人。該機(jī)器人的絕技，是可像植物嫩芽向上生長(zhǎng)一樣進(jìn)行自我擴(kuò)展。這種機(jī)器人能深入狹窄空間或在工廠、倉(cāng)庫(kù)等雜亂的地方進(jìn)行工作。比如，在雜亂的架子后面拿起產(chǎn)品，或繞過(guò)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)零件擰開(kāi)油蓋，有效解決了機(jī)器人界的“最后一英尺”的問(wèn)題。

據(jù)了解，研究人員巧妙地使用剛性材料，開(kāi)發(fā)出這款可自我延伸的新型機(jī)器人。它既可擴(kuò)展自身來(lái)達(dá)到之前無(wú)法達(dá)到的高度，也可以通過(guò)縫隙進(jìn)入難以進(jìn)入的區(qū)域，同時(shí)還可保持必要的剛度和強(qiáng)度，來(lái)支撐抓取器或其他機(jī)械裝置在其尖端執(zhí)行擰緊螺栓或操縱手柄等工作。未來(lái)，研究人員對(duì)該機(jī)器人的設(shè)想是，它可將抓取器、攝像頭和其他傳感器安裝在機(jī)器人的變速箱上，從而使其能蜿蜒穿過(guò)飛機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)并擰緊松動(dòng)的螺釘，或在不干擾周圍庫(kù)存的情況下伸入貨架抓起產(chǎn)品及完成其他任務(wù)。