人類(lèi)皮膚是難以複製的(de)
,因為它不僅柔韌
、有觸感且能(néng)夠自愈
。然而
,科學家們的(de)最新發現正在賦予機器人皮膚這樣的(de)特性。
你以為只有生命體的(de)皮膚才柔韌抗壓,有觸感
,可以自愈?最近的(de)研究(jiū)成果表明(míng),機器人的(de)皮膚也可以
,甚至(zhì)比人類(lèi)皮膚表現得(dé)更(gèng)好
。
英國格拉斯哥大學的(de)研究(jiū)人員(yuán)使用石墨烯,開發出了一種觸覺比人手(shǒu)更(gèng)靈(líng)敏的(de)電子機器人皮膚
。
據外媒報(bào)道
,格拉斯哥大學教授Ravinder Dahiya表示
,新開發的(de)機器人皮膚本質上是一種觸覺傳感器
,科學家們將利(lì)用它造出更(gèng)輕巧的(de)義肢
,以及表面(miàn)皮膚摸起來更(gèng)柔軟
、更(gèng)自然的(de)機器人
。
而這種傳感器也是邁(mài)向更(gèng)柔軟的(de)機器人和(hé)更(gèng)靈(líng)敏的(de)觸摸屏傳感器的(de)第一步。
這種低(dī)功耗智能(néng)機器人皮膚由(yóu)一層單原子層石墨烯製成。皮膚每平(píng)方釐米的(de)功率為20納瓦(wǎ),相當於(yú)目前可用的(de)最低(dī)質量的(de)光伏(fú)電池。雖然皮膚的(de)光伏(fú)電池產生的(de)能(néng)量還不能(néng)存儲
,但工程團(tuán)隊正在探索(suǒ)將未使用的(de)能(néng)源(yuán)轉移(yí)到電池中的(de)方法
,以便在需(xū)要時可以使用。
石墨烯是目前發現的(de)最薄、強(qiáng)度最大
、導電導熱性能(néng)最強(qiáng)的(de)一種新型(xíng)納米材料(liào)
。由(yóu)於(yú)其良好的(de)強(qiáng)度
、柔韌
、導電等特性,它在物理學、材料(liào)學
、電子信(xìn)息等領(lǐng)域具(jù)有廣闊的(de)應(yīng)用潛力
。
在光學特性方面(miàn),有研究(jiū)數據表明(míng),單層石墨烯對可見光以及近紅外波段光垂直的(de)吸收率僅為2.3% 。
“如(rú)何讓陽光透過覆蓋在光伏(fú)電池上的(de)皮膚是我們真正的(de)挑戰(zhàn)。”Ravinder對《先進(jìn)功能(néng)材料(liào)》(
Advanced Functional Materials)表示
。
“無(wú)論是何種光線(sī),98%都能(néng)到達太陽能(néng)電池
。” Dahiya對BBC解釋道
,太陽能(néng)電池產生的(de)電能(néng)被用於(yú)產生觸覺
。“它的(de)觸覺比人類(lèi)的(de)皮膚要好上一個(gè)數量級
。”
皮膚給予了機器人手(shǒu)臂應(yīng)有的(de)按壓反饋
,使其可以更(gèng)好地控(kòng)制抓取物體的(de)力量
,即便是易碎的(de)雞蛋也可以穩穩地拿起和(hé)放下。
Dahiya 表示
:“下一步是開發支持這項研究(jiū)的(de)發電技術(shù),並(bìng)用它來驅動(dòng)假手(shǒu)的(de)電機,這可以讓我們創建一個(gè)完全(chéng)能(néng)量自主的(de)假肢。”
此外
,這種性能(néng)優(yōu)越的(de)機器人皮膚也並(bìng)不昂貴,Dahiya表示,5-10平(píng)方釐米的(de)新型(xíng)皮膚只需(xū)花費1美(měi)元的(de)成本。事實上
,石墨烯能(néng)做到的(de)遠不止賦予機器手(shǒu)臂敏銳的(de)觸感這一點
,它還能(néng)幫助機器人皮膚自愈
。
據futurism報(bào)道
,印度科學家在期刊
Open Physics發表的(de)的(de)最新研究(jiū)發現
,石墨烯具(jù)有強(qiáng)大的(de)自我修復功能(néng)。科學家們希望能(néng)將這一特性應(yīng)用到傳感器領(lǐng)域
,讓機器人也和(hé)人類(lèi)一樣擁有皮膚自我修復功能(néng)
。
傳統(tǒng)的(de)金屬機器人皮膚的(de)延展(zhǎn)性較差,容易出現裂隙和(hé)破損。然而如(rú)果石墨烯製成的(de)亞(yà)納米傳感器可以感知到裂隙
,那麼機器人皮膚就可以阻止裂隙進(jìn)一步擴大
,甚至(zhì)修復裂隙
。研究(jiū)數據表明(míng)
,當裂隙超過臨界位移(yí)閾值後,自動(dòng)修復功能(néng)就會自動(dòng)啓動(dòng)
。
“我們希望通過分子動(dòng)力模(mó)擬過程觀察原始和(hé)有缺陷的(de)單層石墨烯的(de)自愈行為,同時也觀察石墨烯在亞(yà)納米傳感器裂隙定位過程中的(de)表現。”在接受採訪時,論文的(de)主要撰寫者Swati Ghosh Acharyya表示 :“在室溫且沒有任何外部刺(cì)激的(de)情(qíng)況下,我們能(néng)夠觀察到石墨烯的(de)自我修復行為。”
來自印度的(de)研究(jiū)人員(yuán)表示
,這項技術(shù)將會迅速投入應(yīng)用,或(huò)許就是下一代機器人。





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