软体机器人的“电子外套”

作者: 田蓉

软体机器人是指多半部件由软体材料(橡胶、凝胶等,受到小的作用力就可产生较大的结构或形态变化)构成,能在狭窄、复杂的空间内活动。想要让机器人变“软”,传统的机械连接方式当然不再适用。

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蛇类的鳞片主要由坚硬的角质构成,鳞片与鳞片之间则通过相对柔软的组织连接,具有伸缩性和弹性。这种结构可让鳞片与身体紧密贴合,不仅能让蛇弯折自己的身体、灵活行动,还能帮助它吞下体积较大的猎物。

软体机器人的“电子外套”1

科研人员从蛇鳞结构中获得灵感,使用良好的电极材料制作电池单元,并用柔软的组件将它们连接、重叠,制成可穿戴的电子装备,为软体机器人提供动力。

电池阴极是涂有钴酸锂(化学式为LiCoO2,灰黑色粉末,主要用作锂离子蓄电池的材料)的铝箔,阳极则是涂有石墨的铜箔,添加电解液溶液等物质后,将其切割成需要的形状,再密封在铝制的小袋子里。

软体机器人的“电子外套”2

经过计算,“鳞片”的形状被设计成六边形,这种形状排列起来更加紧密,重叠面积更大。这个结构可以保护电池的性能,经循环拉伸、弯曲也不会变形,且拥有高达3.6万次的循环充放电寿命。

穿戴好“鳞片”的软体机器人,能在一些刚性机器人难以进入的狭小空间行动自如。

(责任编辑 / 牛一名    美术编辑 / 徐博宇)

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