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科学+工作室带大家走进科大,看一看机器人有多神奇

发布时间:2022-06-13 11:50:15 阅读: 来源:储罐厂家
科学+工作室带大家走进科大,看一看机器人有多神奇

编者按:在合肥,科里科气是一种城市气质,这种气质藏在一位位创新者身上,藏在一家家科研机构里,更藏在一座座的实验室里。实验室是每一项科研成果诞生的源地,合肥有着数不清的大大小小实验室,源源不断,输出着一项项原创科研成果,由内而外,让合肥散发着浓浓科气。今起,合肥报业传媒集团科学+工作室推出奇妙实验室系列产品,记者带你走进各类实验室,感受科技的魅力和神奇。赢一场比赛获800万奖励,在科大,厉害的不仅仅是学霸,还有机器人。今天,科学+工作室走进中国科大张世武教授带领的仿生机器人实验室,看一看这里都有哪些神奇的机器人。

○撼地者机器人撼地者机器人灾后救援全能战士能进火场,还能涉水;能做推动百公斤重物的力气活,也能旋转门把手这些精细活;能在浓烟等复杂环境自主避开障碍物,还能进行灾情处置和生命营救……它是一台灾后救援机器人,名叫撼地者,由中国科大和哈工大(深圳)联合开发。在去年举行的首届智创杯前沿技术挑战赛中,撼地者机器人从海内外40支队伍中脱颖而出,在灾后区域的探测与处置比赛中摘取桂冠,获800万元人民币奖励。从外形上看,撼地者机器人是一个名副其实的大家伙,重约250公斤,高约1.2米,是一款以履带式底盘和二指夹爪机械臂为基础的多功能车辆。虽然外形看上去笨重,但其实它是一个灵活的胖子。中国科大工程学院博士后高纬介绍,撼地者的二指夹爪机械臂有6个自由度,每个关节能进行360度旋转,对它来说搬运、抓取物体、旋转阀门、开门、按按键等考验灵敏度的任务都能较好完成。在陆地有着出色表现,它在水中也能正常运行。为了让机器人适应水中救援,团队给机器人做了防水处理。由于性能较齐全,适应环境较多,撼地者也被称为是全能战士。

○外骨骼康复机器人外骨骼康复机器人帮助偏瘫患者康复的智能帮手偏瘫、截瘫病人的术后康复一直是社会关注热点,记者在实验室里看到一台可用于下肢康复的外骨骼机器人。中国科大研究生杨泽说,这台机器人是固定在支架上,当患者需要进行康复训练时,可以穿上这套机械装备,通过机器带动病人下肢进行运动。外骨骼康复机器人在促进肌肉恢复的同时,也能降低病人、医护人员的体力消耗。当患者进行康复训练时,会产生不同的力度,这就需要机器人根据力度给出相应的辅助力。机器人给的辅助力过大或过小,都会影响患者的平衡,所以我们在这款外骨骼康复机器人装有多个传感器,能感知人体的发力程度,并做出相应的辅助。杨泽说,当前展示的二代外骨骼,在一代的基础上,各个关节添加了扭矩传感器,后续团队还会进行算法开发,感知病人和机器人之间的交互力,实现柔性交互和按需辅助。我们研究的最终目标是实现无支架辅助,让患者穿戴上这套机器人,不受支架的限制,实现自由、安全的行走。杨泽说。

○柔性灵巧手柔性灵巧手捏针、抓球……这只机器手很灵巧轻轻捏起一根针、稳稳抓住一个球、握起饮料罐、手指比划数字……完成这些动作的是一台名叫柔性灵巧手的机器手。在实验室,记者看到这台仿照人手一比一制作的机器手,摸上去材质很柔软,它不仅每个手指会动,手指的每个关节也能动。这台机器手是3D打印而成,材质为硅胶蒙皮,重约700克,可以完成捏针、抓球等许多精细动作。中国科大研究生陶哲介绍,这是一款基于形状记忆合金弹簧驱动的柔性灵巧手,作为一种智能材料,形状记忆合金弹簧具有质量轻、性能稳定、高温收缩低温放松的特性。我们设计了这款柔性灵巧手,以形状记忆合金弹簧阵列作为驱动器,不仅做到了质量轻、便携,更重要的是实现了每根手指的独立运动。陶哲介绍。这款机器手有何用途?陶哲介绍,目前该团队将这款机器手做到了19个自由度的独立驱动,突破了现有电机驱动系统的限制,再配合肌电检测技术,将会对诸如上肢截肢患者的假肢设计制造、机械手的柔性抓握等提出新的解决思路。

○注入液态金属液态金属研制出液态金属人工肌肉金属不仅仅是固体,还有液体形态。在实验室中,科大博士研究生舒健向记者展示了液态金属镓铟合金。其实液态金属并不罕见,比如人们常见的水银。不过水银有毒,还容易挥发,而镓铟合金几乎没有毒性,镓铟合金是目前已知液体中表面张力最大的液体,是水的十倍,而且它的表面张力可以用电化学方法调控,在通电后能呈现出收缩和舒张的形态,就像人的肌肉一样,能伸能缩。舒健说。舒健向记者演示两个小实验:一是在氢氧化钠溶液内加入镓铟合金,通电后,液态金属就自动向电场的正极方向运动;二是将镓铟合金滴到一个容器内,通电后,液态金属就像人体肌肉一样收缩舒张。小实验的背后是一项正在研发的前沿科技利用液态金属研发人工肌肉。液态金属是一种新的功能性材料,我们的研究目标是希望利用液态金属可以运动、变化和导电性好等特点,运用到机器人研制中。中国科大张世武教授介绍,液态金属机器人有着广阔的应用前景。梦想正在照进现实。近日,张世武教授、金虎副研究员与合作者合作,提出了一种基于电化学方法改变液态金属表面张力的方法,设计出可模仿肌肉的收缩及舒张功能的液态金属人工肌肉,并驱动仿生机器鱼游动了40分钟,为柔性驱动器在微机电系统、生物医学等领域的应用提供全新思路,相关成果发表在国际顶级期刊《先进材料》上。科技源于梦想,相信未来科技会带给我们更多惊喜。合肥报业全媒体记者蒋瑜香/文袁兵/摄搞笑H5模板
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