人類皮膚是難以複製的,因為它不(bú)僅柔韌、有觸感且能夠自愈。然而,科學家們的最新發(fā)現正(zhèng)在賦予機器人(rén)皮膚這樣的(de)特性

你以為隻有生命體的皮膚才柔韌抗壓,有觸感,可以(yǐ)自愈?最近的研究成果表(biǎo)明(míng),機器人的皮(pí)膚也可以,甚至(zhì)比人類皮膚表現得(dé)更好。

英國(guó)格拉斯哥大學的研究人員使用石墨烯,開發出了一種觸覺比人手更靈敏的電子機器人皮膚。 


機器人圖片


據(jù)外媒報道,格拉斯哥(gē)大學教授Ravinder Dahiya表示,新開發(fā)的機器人皮膚(fū)本質上是(shì)一種(zhǒng)觸覺傳感器,科學家們將利用它造出更輕巧的義(yì)肢,以及表(biǎo)麵皮膚摸起來更柔軟、更自(zì)然的機器人。

而這種傳感器也是邁向更柔軟的機器人和更靈敏的觸摸屏傳(chuán)感器的第一步。


這種低功耗(hào)智能機器人皮膚(fū)由(yóu)一層單(dān)原子(zǐ)層石墨烯製成。皮膚每平方厘米的功率為20納瓦,相當於目前(qián)可用的最低質量的光伏電(diàn)池(chí)。雖然皮膚的光伏電池產生的能量(liàng)還不能存儲,但工程團隊正在探索將未使用的能源轉移到電池中的方法,以便在需(xū)要時可以使用。

石墨烯是目(mù)前發現的(de)最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料(liào)。由於其(qí)良好的強度、柔韌、導電(diàn)等特性,它在物理學、材料學、電子信(xìn)息(xī)等領域具有廣闊的應用潛力。


在光學特性(xìng)方麵,有(yǒu)研究(jiū)數(shù)據表明,單層石墨烯對可見光以及近(jìn)紅外波段光垂(chuí)直的吸收率僅為2.3% 。

“如何讓陽光透過覆蓋在光伏電池(chí)上的皮膚是我們真正的挑戰。”Ravinder對《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)表示。

“無論是何種光線,98%都能到達太陽能(néng)電池。” Dahiya對BBC解釋道,太陽能電池產生的電能被用於產生觸覺。“它的觸覺比人類的皮膚要好上一個數量級。”

皮膚給予了機器人手臂應有的按壓反饋,使(shǐ)其可以更好地控製抓(zhuā)取物(wù)體的(de)力量,即便是易碎的雞蛋也可以穩穩地拿起和放下。


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Dahiya 表示:“下一步是開發支持這項研究的發電技(jì)術,並用它來驅動假手的電機,這(zhè)可以讓我們創建一個完全能量自主的(de)假肢。”

此外,這種(zhǒng)性能優越的機器人皮膚也並不昂(áng)貴,Dahiya表示,5-10平方厘米的新型皮膚(fū)隻需花費1美元的成本。事實上,石墨烯能做到的遠不止賦予機器手臂敏(mǐn)銳的觸感這一點,它還(hái)能幫助機器人皮膚自愈。


據futurism報道,印度科學家在期刊Open Physics發(fā)表(biǎo)的的最(zuì)新研究發現,石墨烯具有強大的自我修複功能(néng)。科學家們希望能將這(zhè)一特性應(yīng)用到傳感器領域,讓(ràng)機器人也和人類一樣擁有皮膚自我修複功能。


傳統的(de)金屬機器人皮膚的延(yán)展性較差,容易出現裂隙和破損。然而(ér)如果石墨烯(xī)製成的亞納(nà)米傳感器可以感知到裂隙(xì),那麽機器人皮膚就可以阻止裂隙進一步擴(kuò)大,甚至(zhì)修複(fù)裂隙。研究數據表明,當裂隙超過臨界位(wèi)移閾值後,自動修複功能就會自動啟動。


“我們(men)希望通過分子(zǐ)動力模擬過程觀察原始和有(yǒu)缺陷的單層石墨(mò)烯(xī)的自愈行為,同時也觀察石墨烯在亞納(nà)米傳感(gǎn)器裂隙定位過程中的表現(xiàn)。”在接(jiē)受采訪時,論文(wén)的(de)主要(yào)撰寫者Swati Ghosh Acharyya表示 :“在室溫且沒有任何外部刺激的情況下,我們能夠觀察到(dào)石墨烯的自我修複行為。”

來(lái)自印度的研究人員表示,這項技術將會迅速投入應用,或許就是下一代機器人。



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