軟機(jī)器人比剛性前輩具有明顯的優(yōu)勢：它們可以適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，處理易碎物體并與人類安全地互動。它們由硅樹脂，橡膠或其他可拉伸聚合物制成，非常適合用于康復(fù)外骨骼和機(jī)器人服裝。有朝一日，可以部署柔軟的生物機(jī)器人來探索偏遠(yuǎn)或危險的環(huán)境。
大多數(shù)軟機(jī)器人由剛性的噪音泵驅(qū)動，將液體推入機(jī)器的運(yùn)動部件。因?yàn)樗鼈兺ㄟ^管子連接到這些龐大的泵，所以這些機(jī)器人具有有限的自主性并且最多穿著很麻煩。
（切割軟機(jī)器人的系繩）
EPFL軟測量實(shí)驗(yàn)室（LMTS）和智能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室（LIS）的研究人員與日本東京Shibaura理工學(xué)院的研究人員合作開發(fā)了第一臺完全軟的泵 - 即使電極也是柔性的。重量只有一克，泵完全靜音，消耗很少的電力，它來自一個2厘米×2厘米的電路，包括一塊可充電電池。“如果我們想要驅(qū)動更大的機(jī)器人，我們將幾個泵連接在一起，”LMTS主管Herbert Shea說。
這種創(chuàng)新的泵可以擺脫系繩的軟機(jī)器人。“我們認(rèn)為這是軟機(jī)器人領(lǐng)域的一種范式轉(zhuǎn)變，”Shea補(bǔ)充道。研究人員剛剛發(fā)表了一篇關(guān)于他們在自然界工作的文章。
（研究人員解釋了泵的工作原理。圖片來源：EPFL）
軟泵還可用于在嵌入智能衣服的薄柔性管中循環(huán)液體，從而使衣服能夠主動冷卻或加熱身體的不同區(qū)域。例如，這將滿足外科醫(yī)生，運(yùn)動員和飛行員的需求。
它是如何工作的？
柔軟且可拉伸的泵基于當(dāng)今用于在超級計(jì)算機(jī)等系統(tǒng)中循環(huán)冷卻液的物理機(jī)制。泵具有直徑為1mm的管形通道，其內(nèi)部印有多排電極。泵充滿介電液體。當(dāng)施加電壓時，電子從電極跳躍到液體，給一些分子帶來電荷。隨后將這些分子吸引到其他電極上，隨著它們將剩余的流體拉過管子。“我們可以通過調(diào)整電場來加速流動，但它仍然完全保持沉默，”LMTS的博士后和該研究的主要作者Vito Cacucciolo說。
（泵彎曲。圖片來源：Vito Cacucciolo / 2019 EPFL）
在日本開發(fā)人造肌肉
研究人員成功地將他們的泵植入一種廣泛用于軟機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的機(jī)器人手指中。他們現(xiàn)在正與日本的Koichi Suzumori實(shí)驗(yàn)室合作，該實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)流體驅(qū)動的人造肌肉和靈活的外骨骼。
EPFL團(tuán)隊(duì)還安裝了帶管的織物手套，并表明可以使用泵根據(jù)需要加熱或冷卻手套區(qū)域。“它有點(diǎn)像你的家庭供暖和制冷系統(tǒng)，”Cacucciolo說。該應(yīng)用程序已經(jīng)引起了許多公司的興趣。
