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全球首個液態全柔性智能機器人在天津大學誕生

時間:2019-11-12來源:新華網

導語:近日,天津大學精儀學院黃顯教授團隊成功研發全球首個液態全柔性智能機器人,有望成為柔性電子產業和植入醫療器械的革命性突破,能72變的“血管醫生”讓神話成為現實。相關研究成果近期發表于國際工程和自然科學領域權威期刊《尖端科學》,并得到國家自然科學基金和天津自然科學基金等支持。

《西游記》中孫悟空能夠“七十二變”,甚至化身一只小蟲鉆到妖怪肚子里大顯身手的故事,寄托了古人對于微觀世界的大膽創想。隨著科技發展,柔性電子技術有望讓微型智能機器人實現“七十二變”。

近日,天津大學精儀學院黃顯教授團隊成功研發全球首個液態全柔性智能機器人,有望成為柔性電子產業和植入醫療器械的革命性突破,能72變的“血管醫生”讓神話成為現實。相關研究成果近期發表于國際工程和自然科學領域權威期刊《尖端科學》,并得到國家自然科學基金和天津自然科學基金等支持。

據了解,柔性電子器件具有超薄、柔性、可延展的“類皮膚”特性,在能源、醫療、通訊等領域擁有廣闊前景。理論上,利用柔性電子技術研發的微型“軟體”機器人可以反復改變形狀,實現運動、抓取、運輸和觸覺感應等功能。但現階段“軟體機器人”依然面臨“硬傷”,需要依賴傳統的剛性傳感元件和電路,嚴重阻礙了性能的實現。現代社會的多元化需求急切呼喚“全柔性”機器人的出現。

 智能機器人

在機器人領域,不少研究人員會利用仿生學原理,主動模擬那些自然界的鳥類、昆蟲等生物,從而讓機器人獲得與之相近的行動方式及能力。同樣,天津大學黃顯教授團隊受自然界柔軟的水母、輪蟲等腔腸動物和浮游生物的啟發,利用液滴的柔軟無定形特性和柔性電子器件的超薄柔軟特性,構建了一種全新的“智能液滴”——液態全柔性智能機器人。這是一種超小型、全柔性、可編程控制的液態智能機器人,能夠在不同環境條件下實現運動、變形和傳感測量。不過其大小在世界上仍然還不是最小,據了解,在2018年,麻省理工學院便研制出一種用石墨烯制成的微型機器人,只有細胞般大小,形態和粒子差不多。

黃顯教授說,理論上,利用柔性電子技術研發的微型“軟體”機器人可以反復改變形狀,實現運動、抓取、運輸和觸覺感應等功能。但現階段“軟體機器人”依然面臨“硬傷”,需要依賴傳統的剛性傳感元件和電路,嚴重阻礙了性能的實現。現代社會的多元化需求急切呼喚“全柔性”機器人的出現。

“這種機器人除了具備良好的運動和環境適應能力之外,還搭載了多種傳感器,如溫度傳感器、濕度傳感器、光學傳感器、應力傳感器、葡萄糖傳感器、食品毒素傳感器和無線能量采集模塊等。”黃顯教授介紹說,未來可應用于基因測序、化學合成、藥物遞送等領域,有望成為能進入人體檢測治療的“血管醫生”,具有十分重要的科學意義和應用價值。

標簽: 柔性機器人傳感器

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