．世界上第一個完全軟體自驅動機器人，用「氣動」取代「電動」

leiphone亚萌

本文來源Harvard News，作者Leah Burrows

長期以來，機器人界一直希望造出通體由軟性材料構成的機器人，但開發出柔性的供能和控制元件一直是難點，例如現在很多研究人員紛紛都在開發柔性電池和電路板。

然而最近，哈佛大學的研究人員採取了不同以往的方法，他們獨辟蹊徑，製造出了世界上第一個完全軟體的，且自我驅動的機器人，就是下圖中的「小章魚」，它可以獨立運行4~8分鐘。

在8月24日的《自然》科學雜誌上， 哈佛維斯生物工程研究所（Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering）發表了名為《全軟體自主機器人的一體化設計與製造策略》（An integrated design and fabrication strategy for entirely soft, autonomous robots）的論文，該論文有7位共同作者，Robert Wood 和 Jennifer Lewis兩位教授是該項研究的領導人物。

之前3S Market 曾轉載報導過波蘭團隊打造的軟體毛毛蟲機器人，它的材料確實全部都是軟性的，但是並不是自驅動的。「毛毛蟲 」由液晶彈性體（LCEs）製成，LCEs隨著光發生形變而使機器人發生移動，所以如果要讓它運動，就需要人為對外界光源進行控制。

而這個全軟體的「小章魚」是自我驅動的，不需要外界給予任何控制和刺激。

從動態圖來看，這個「小章魚」似乎並不是很靈敏，緩慢的換腿動作，讓它看起來有些「呆萌」，然而它真正具有里程碑意義的特點是：在沒有電池和電路板的情況下，實現自我驅動。具體而言，它不是傳統的「電動」的，而是「氣動」的。

「小章魚」依靠體內的化學反應供能，這個化學反應裡，少量的過氧化氫，轉變成了大量氣體，這些氣體流入「小章魚」的手臂，給手臂充氣從而引發運動。

「一直以來 ，軟體機器人的供能元件擺脫不了某些堅硬材料。過氧化氫最棒的地方就是它是一個十分簡單的化學反應，這讓我們可以取代以往堅硬的供能元件。」論文的作者之一Michael Wehner說道。

除此之外，更令人印象深刻的是，它的整個微流體網絡都可以「自我反饋」。看下面的微流體邏輯迴路動態圖：藍色和紅色線路分別控制著不同的手臂，藍色手臂充氣了之後，反饋回來，紅色手臂再自動充氣。

這是模擬了簡單的電子振蕩器（電子振蕩器是用來產生具有週期性的類比信號的電子電路），以控制過氧化氫發生反應的時機，實現自我驅動。

另外，整個系統製造起來十分簡單，它結合了三種製造方法：軟光刻技術、塑模和3D列印。裡面所需的各個部件，包括燃料庫、驅動和刺激元件等，都可以十分快速地製作出來。

整合過程的簡單性，為更加複雜的設計開闢了道路。下一步，團隊希望設計出一個能爬、能游泳並與周圍環境互動的升級版「小章魚」。

這個「小章魚」或許正在開啓新一代軟體機器人的大門。

Via Harvard News

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