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用资料组成的软体呆板人?将行使于医学如故另

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  只能在工厂进行繁重的工作或进行精细的工作。现在,波士顿动力公司灵活的四足机器人Spot可供公司租借以执行各种现实世界的工作,这标志着近年来人机之间的普通交互已经变得多么普遍。

  尽管Spot具有通用性和坚固性,但它却被社会视为传统机器人,即金属和硬塑料的混合物。许多研究人员坚信, 能够与人进行安全的物理交互的软机器人(例如,通过抓握和移动物体来提供室内帮助)将与硬机器人一起为未来创造条件。

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  柔软的机器人技术和可穿戴计算机,这两种对于人类交互而言都是安全的技术,它们将需要新型的材料,这些材料必须柔软,可拉伸并具有多种功能。我和我在卡内基梅隆大学软机械实验室的同事开发了这些多功能材料。与合作者一起,我们最近开发了一种这样的材料,它独特地结合了金属,软橡胶和形状记忆材料的特性。这些柔软的多功能材料(我们称为它们)可以导电,检测损坏并自我修复。它们还可以感应触摸,并响应电刺激(例如人造肌肉)改变其形状和刚度。在许多方面,这就像研究人员先驱Kaushik Bhattacharya和Richard James曾开创性提出的:“ 材料就是机器。”使材料智能化这种认为物质就是机器的想法可以在体现智能的概念中体会到。该术语通常用于描述互连的材料系统,例如膝盖的肌腱:跑步时,每次脚踩到地面时,肌腱都可以拉伸和放松以适应,而无需任何神经控制。我们也可以把具体的智能想象成一种单一的材料,它可以感知、处理和响应周围的环境,而不需要像传感器和处理单元这样的嵌入式电子设备。一个简单的例子是橡胶。在分子水平上,橡胶包含成串缠绕在一起的分子串。拉伸或压缩橡胶会移动并解开琴弦,但它们的连接会迫使橡胶弹回其原始位置而不会永久变形。橡胶“知道”其原始形状的能力包含在材料结构中。由于适用于人机交互的未来工程材料将需要多功能性,因此研究人员已尝试将弹性材料的新高度(不仅仅是拉伸)构建到橡胶等材料中。最近,我的同事们创建了嵌入橡胶的自愈电路。他们首先将包裹在电绝缘“皮肤”中的微型液态金属小滴分散在整个硅橡胶中。在其原始状态下,皮肤的薄金属氧化物层可防止金属滴导电。

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