现实世界的应用软执行机构

柔软的致动器已经成为机器人领域的一个特定的焦点。调查和考虑的当前状态的柔软的致动器,回顾已发表在自然评论材料欧洲杯足球竞彩。

研究:软执行机构对于现实世界的应用程序。图片来源:Gorodenkoff / Shutterstock.com

柔软的致动器是什么?

近年来,软制动器已经探索了许多软机器人领域的应用。这些设备是灵感来自人类和动物的肌肉,敏捷,可重构,身体适应,多功能。然而,准确地模仿生物结构为研究人员提供了一些挑战和工程师,到目前为止,还没有真正类似的软人造软致动器。

申请软执行机构包括人造肌肉,可穿戴技术、医疗设备、触觉设备和软触手。制造软致动器,准确地模拟生物系统将为机器人提供优越的人类身上的物理行为。这将提高整个机器人领域,提供创新的解决方案,目前行业面临的主要挑战。

肌肉:生物同行柔软的致动器

肌肉是复杂的生物结构,进化了数百万年。肌肉表现良好在各种机械应力条件和复杂的行为和动作。他们可以进行可逆收缩、扩展和旋转没有过度损害他们的结构。肌肉就能与高绩效强劲,速度,效率,和权力。他们还拥有可调的修复机制和刚度。

此外,肌肉可以弯曲和扭转,特定的权力,能源、压力,和性能指标。所有这些属性的生物肌肉挑战复制在人工系统。结合物理情报,如自我修复和自适应行为和性能指标在软致动器将大大造福他们的应用程序在移动等领域,医疗和工业。

考虑软致动器

克服当前问题的研究和开发,带头向真正的人类和机器人,身上软机器人需要的字段组件与增强栩栩如生的属性,就像生物同行。

的回顾性研究自然信材料欧洲杯足球竞彩开始考虑软致动器的实际应用,在审查、结构设计和材料为合成软致动器提供高级属性和物理情报进行了讨论。欧洲杯足球竞彩属性有利于软执行机构包括自愈,multi-responsiveness,适应性和多通道运动。

视频来源:哥伦比亚工程/ Shutterstock.com

有前途的回顾性研究软驱动方法进行了讨论。这些包括固定、天马行空,合成驱动方法。可编程软材料,提高软致动器的多功能性欧洲杯足球竞彩和性能进行了讨论,以及基于这些驱动策略。最先进的实际应用,如sensor-integrated软机器人和人造肌肉评估进行了探讨。

此外,评论还讨论了挑战和识别领域的未来的研究机会软制动器和柔软的机器人。这些包括可扩展性、综合物理情报,编码的适应性,改善软机器人耐久性。

有前途的方法

关键因素在设计这些设备制造方法,材料选择,结构设计。许多方法已经在先前的研究探索。

驱动的固定方法是由射流压力、电动形状改变,或被动变形通过运动来实现。几种不同的拴在驱动方法开发了包括射流柔软的致动器,electrohydrodynamic致动器,和紧张引起的外部马达。

无线驱动方法使用诱导刺激,如磁场、光、化学、温度、声刺激。这些执行机构完全软或最小的刚性结构,和他们可以无线控制和缩小规模。这给了他们一些系留系统不具备的优势,他们可以在内部使用医疗器械。此外,他们可以应对环境变化。

然而,他们拥有一些缺点。输出力和工作密度小于固定方法,他们可以显示不可预测的变形,很难设计一个逆设计策略。此外,他们的运动和变形动态耦合的刺激。例如,light-actuated无线系统可以遭受投影变形。

合成系统使用有机元素与合成结构驱动和传感功能的集成。这些执行机构的主要优点是,他们拥有驱动和传感功能而不需要复杂的集成和小型化过程。这些合成致动器是适合生物医学应用。

未来

在本文的研究中,一些有前途的方法来构建真正bio-mimicking软致动器等多种实际应用软触手,人造肌肉,聪明的可穿戴传感器,讨论了生物医学设备,确定关键的挑战和未来的机会。这有利于软机器人行业,提供一个坚实的知识基础,帮助其实现其未来潜在的关键技术4^th工业革命。

进一步的阅读

李,M et al . (2021)软执行机构对于现实世界的应用程序(在线)自然评论材料欧洲杯足球竞彩| nature.com。可以在:https://www.nature.com/欧洲杯猜球平台articles/s41578 - 021 - 00389 - 7

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