美國研製出新型機器人「皮膚布料」

「科技布料」讓未來機器人也能具有類似人類皮膚的觸覺。 圖為電影「地球過後」中的未來智慧戰鬥服裝。

美國研製出新型機器人「皮膚布料」

內嵌感測器，並能移動和伸縮的“布機器人”將幫助未來的機器人擁有具“觸覺”的“皮膚”，成為增強人體力量和耐力的機器人外衣，減輕飛行員和太空人航行時受到的衝擊力，還可能成為人類探索太空的得力助手。

據物理學家組織網報導，研究人員在構成機器人的棉質布料中，混合了由柔性聚合物製成的感測器和記憶金屬製成的線狀驅動器。記憶金屬在加熱升溫時，便會蜷曲收縮，使布料“動起來”。

「目前，大多數“機器人布料”只能透過導線感應電子元件發出的信號。但我們已經成功地將驅動與傳感集於一體」。美國普渡大學機械工程學教授麗蓓嘉•克萊默說：「我們利用縫紉技術，將線狀驅動器和感測器縫進了布料中，因此這項技術具備了整合入現代紡織工業、進行規模化生產的潛力」。

布機器人包裹在泡沫塑料或氣球等材料表面後，便可驅動材料朝所需方向反覆彎曲變形，推動材料像尺蠖一般呈拱形前進，還可透過壓縮不同部位，做出蠕動和滑行的動作。

該研究的目標，是開發一系列將所需功能嵌入可伸縮“皮膚”的“軟機器人”。未來，“皮膚”會嵌入更加靈活、抗震能力更強的電子元件，以適應太空活動，這將有效減少太空人和太空飛船的攜帶重量；該技術還可用於可擕式機器人，將特定“皮膚”功能布料覆蓋於可變形設備表面，能快速組裝成適用於星際探索的特定設備。

「我們甚至能為蒼蠅設計一套機器服裝」。克萊默樂觀地表示：「借助外穿式機器“皮膚”，任何物體都能具備變成機器人的潛能」。

克萊默領導的研究小組已將相關論文提交給在美國芝加哥召開的智慧型機器人系統國際會議。會議期間，他們還展示了一種可用於醫療支架和機械製造的硬度可變布料。

形狀記憶聚合纖維使得這種布料具備了改變硬度的能力，該聚合物在加熱後會產生相變，使材料變軟，可用於特定部位的醫療固定。聚合物表面還覆蓋有形狀記憶合金，可在通電後升溫使聚合材料軟化。這種技術有望在未來令機器人技術更加高效節能。

克萊默表示：「通常，使機械的鉸鏈關節活動或保持特定位置，都需要持續消耗大量能源防止關節的鬆弛。而現在，新型布料在低耗能下就能鎖定關節了」。

資料來源：全球紡織網