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前不久,在西雅圖舉行的機器人與自動化國際會議上,來自MIT的研究專家展示了一款可以自由活動的小型折紙機器人,它可以自動折疊,行走,游泳和降解。
正如他們所承諾的,這一機器人可以在幾秒之內從一張內置磁鐵的紙,折疊起來,并且馬上在磁場的驅動下在地面或者水里奮力前行。玩完后,你可以把它放到丙酮液內,讓其自行分解。這個機器人就像動物一樣,擁有自己的完整生命周期。終將有一天,它或許會在你的身體內部進行這些活動。
這個展開的機器人是由一塊磁鐵和夾雜在激光切割的結構層的聚氯乙烯構成的,重量只有0.31克,長度為1.7厘米。一旦將它放到一個加熱元件上,聚氯乙烯就會收縮,并進行相應的折疊。不到一分鐘,這個機器人就組裝完畢,蓄勢待發。一秒前進3到4厘米。

需要說明的一點就是,這個機器人的“發動機”并沒有和它連接在一起。發動機由兩部分組成:一是一個立方形釹質永久磁鐵,機器人圍著它折疊;另一部分是四個位于機器人操作面下方的電磁圈,它們提供驅動磁場。(見下圖)

假如已經有了磁場,你只需要把磁鐵拖放到它的周圍就大功告成了,那么為什么還需要一個折疊機器人呢?首先,磁場并不能把磁鐵拖拽到任何地方,磁場是有方向的,但只在15Hz左右開合。這就使機器人所連接的磁鐵前后振動,從而使機器人也前后振動。這時,機器人的前后腳就會交替地接觸地面。
這項設計的不對稱性,與有意設置的偏離中心的平衡點,共同促使機器人向前行走。機器人的所有活動在未經折疊時是無法進行的,它只有折疊成特定形狀才可以行走。
使用折疊機器人而不是單靠一塊磁鐵還有許多其他優點,包括可以在水上懸浮,可以更加有效率地完成任務,移動物體或者挖掘。
在很大程度上,這個特別的設計可以稱得上是一個多面手。如果你想讓整個過程變得更加有趣,你可以將折疊的過程劃分為多個步驟:把溫度調低,你可以得到一種設計。把加熱板的溫度調高又可以產生另一個折疊步驟,從而得到一個不同的設計。
如果玩得沒意思了,你可以把機器人放到丙酮液內,它就會完全溶解(磁鐵除外)。將一種可以在水里溶解的材料制成機器人的結構層,這也是有可能的,但這個想法近期可能無法實現。另外,把自動折疊的感應器安裝到機器人的體內也將成為可能,到那時就有個小人兒能在體內自由活動了。
via ieee (譯:鄭佳雨)
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