软、轻、效率高、无线通信NUS使用新的金属材料折叠软体机器人

　　50年前，第一个工业机器人手臂Un，imate成功地安排了一顿简单的早餐。它成功地交付了面包、咖啡和香槟。它的动作看起来无缝，但。它的每一个动作都被仔&#;细考虑。

　　虽然今天的机器人变得更聪明、更适应！，但携带轻。便易碎的物体仍然很困难。机器人！通常！只在具有预定形！状和位置的结构性环境中工作。

　　近&#;年来，机器人专家一直致力于软机器人的研究和开发，使其灵活，可以捡；起任何；东西。目前，最先进和灵活的机器人是折纸机器人(折纸机器人)，可用于人体药物输送灾难环境中的搜救任务。用作人形手&#;臂。

　　折纸机器人具有较高的灵活性，通常由纸、塑料或橡胶制成。为了使机器人更加实用，通常；在其顶部安装传感器和其他电子元件，但这使它，们看起来更有空间。&#;然后需要更多的电源来移动。

　　现在，；新加坡、国立大学(NUS；)的一群研究人员已经开发出一种新的方法，用石墨烯氧化模板制造新的金属材料。它已经成为软机器人的新材料。。

　　在保持传统的纸张和塑料折叠和轻质量的基础上，新材料由金属和燃烧的纸！(。灰)制成。事实上，这种材料、只有一半的纸张重量，但它使机器。人仍然有能力扭转和折叠，使它更有效&#;。导电机器人可以在没有附，加传感器的情况下与操；作员或其他机器人进行无线、通信。这种材料可以促进世界各地对轻型折纸机器人的尖锐研究。

　　Poyenchen是NUS工程学院，化学和生物分子项目部的助理教授。2017年，他提出了这种材料的想法，并。与团队的其他、1。0名成员一起开发了生产。金属的过程。

　　研究人员通，过一种名为石墨烯氧化模板&#;合成的新技术来制造这种金属材料。它们先将纤维素纸浸泡在氧化石墨烯溶液中，然后用。白金和其他金属离子浸泡。然。后在摄氏800度(1472度)的惯性、氩中燃烧，然后在摄氏932度(932度)的。空气中燃烧。最后，将材料浸泡在高弹性溶液中，使，其稳定。

　　最终产品为薄0.09毫米金属-由70%白金和30%&#;非晶体碳(灰)组、成，足以灵活地弯曲和拉伸。其他金属，如黄金和银，也可。以使用。

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　　研究。小组组长，芬波-叶恩用一个纤维素模板切割成凤凰城。我们的研究也受到神秘生！物的、启发，就像凤凰在火和灰中重生一！样。。

　　！在机器人设计中，功率必&#;须来自更大、更重的电池，这导致了增加重量和功率需求的恶性循环。这就是为&#;什么像我们这样的研究人员总是想通&#;过制造更轻的机器人来打破循环，从而降低能源消耗和使用更少的能源，陈教授说。。

　　团队开发的折纸结构是一&#;种稳定、的薄弹性体。该材料可作为机械稳定、柔软、导电的脊柱，使机器人，在，不需要外部电子设备的情况下具有应变感和通信能力。

　　导电意味着该材料作为其。无线天线，使其无法通过外部&#;通！信；模，块与远程操作！员或其他机器人进行通信。这扩大了折纸机器人的工作范围。例如，在高风险环境（如化学泄漏和火灾）中，不受束缚的机器人或人造肌肉或机。器人手臂。

　　、我们使用不同的导电材料进行实验，，NUS化学和生物分子项。目的博士生YangHaitao说。最后，建立了一。个独特的；组合，以实现、最。佳的复原感和无线通信能力。因此，我！们的发明扩大了用于生产先进机器人的非传统材料库。。

　　；研究小组还试验了其他金属，如；铜，！以降低材料的生产成，本，使其更有吸引力。研究小组还试图为金属骨架增加，更多的功；能-一、个值得研究的方向是将电化学活性材料添加到储能设备中，这样材料本身就是它的电池。。从而实现了自给机器人.

　　将驱动传感和通信技能集成到折纸机器人！中是可能的。然而，传统的折纸机器人(如纸和塑料)缺乏集成和附加功能的设，计，外部电子设备的安装需要很高的系统集。成度。机器人的重、量是不可避免；的。

　　石墨烯氧化物模板合成技术的开发实现了复杂贵金属折纸(如PT)的生产，具有较好的变形阻燃、性和节能，性。可用于制造可重建、。顺应性强的金属框架。

　　用这种新型金！属；制成的轻质金属框架至少。是传统材料的三倍。同时，新材料机器人工作更快，能耗，仅为；原70%。该新材料还具有防火性能，适用于在恶劣环境下工作的机器人。新材料可在800摄氏度或1472华&#;氏度下燃烧5分钟。

　　此外，导电材料具有地热和加热的能力-通过该材料发送电压来加热它-这有助于防止机！器人在寒冷的环境中工作时的冰损坏。这些功，能有助于创建轻便灵活的搜索和救援机器人，使他们能够进入危险区域并。实时反馈和通信。

　　这&#;些特性使新材料成为灵活、轻盈的假肢的唯一选择，而假肢比传统的假肢轻60%。这！种假肢可&#;以为用户提供实时应变、反愧弯曲和更好的控制和；即时信息-所有这些都不需要外部传感器。否则，它将增加假肢的不必要重量。

　　今年三月。哈、佛大学。(Harvard)和麻省理工学院(麻省理工学院)它可以用柔软的折纸捕捉各种物体，包括玻璃和水果。传统的，机械手；用僵硬的手指损坏物！体。

　　四肢夹持器由三个部分组成：基于折纸的框架结，构密封壳体和连接器、。团队使用机；械橡胶模。具和特殊的热收缩塑料-这种塑料可以在高温下自动折叠。

　　夹持器可以抓住和！提升70%直径的物体。，这样夹持器就可以在不损坏的情况下捡起和保持各种软食物。它还能捡起一个重达4磅以上的瓶子。同时，很难考虑到软机器人的灵活性和、足够的力量。

　　但是夹具的形状使它更难抓住三明治或一本书等飞机。机器人四肢的创建者之一丹尼拉·鲁斯(Dani，ela；Rus)说：我的梦想是创造；一个机器人，可以自动为你包装杂货。！。