根据国际机器人协会的调查数据显示,环球工业界只办理了3%至4%的规则、刚性物品的自动化生产搬运问题,剩余96%旁边的柔性异形、易损物品仍利用人工高下料。这意味着软体机器人领域的发展潜力惊人,以及它背后有着“蓝海”般不可估量的市场。
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受深海生物特性的启示,来自浙江大学的科研团队及其互助者开拓了一种能用于深海探测的无线自供能软体机器人,他们通过在马里亚纳海沟最深10900米处进行实际测试,验证了这种机器人具有极好的耐压和拍浮性能。

干系研究论文以 “Self-powered soft robot in the Mariana Trench”(马里亚纳海沟里的自供能软体机器人)为题,于 3 月 4 日揭橥在《自然》(Nature)杂志上。
天下首次!
中国软体机器人打破万米级深潜
据央视财经,太平洋马里亚纳海沟,深度可以达到1万多米。由于地处板块俯冲地带,海底地质运动非常生动,海沟深处水压高、完备阴郁、温度低、含氧量低,是公认的地球上环境最恶劣的区域之一。
2019年底,便是在这里,浙江大学航空航天学院的李铁风教授,战胜了大风大浪的极度恶劣景象,带领团队对一外型酷似海鱼的仿生软体机器人进行了测试,结果表现精良。
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10900米深海测试,软体机器人每秒自驱动一次,试验各项测试数据完备达到预定目标。这是人类研制的软体机器人自驱动试验在太平洋马里亚纳海沟创下的新记录,也是我国研发软体机器人首次打破万米级深潜。
浙江大学航空航天学院教授 李铁风(图片来源:***截图)
在环境恶劣的马里亚纳海沟进行的这项测试研究,成果被作为封面文章刊发在了国际顶级期刊《自然》杂志上。不仅为深海探索科考、环境监测和资源探测供应理解决方案,更为繁芜环境下机器人及智能系统的设计供应了新思路。
软体机器人像鱼儿一样在深海遨游,看似很轻松,但背后却须要战胜海底洋流、低温、压力等各种不利条件。选用什么材料、采取什么动力、若何进行设计,一个个难题都须要李铁风他们逐个占领。
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让李铁风团队非常感兴趣的是,狮子鱼的身体虽然很优柔,但却能清闲得意地在七八千米的深海里游动,仿佛深海的低温、高压强对它没有任何影响。
李铁风他们随即对狮子鱼全身做了一个CT扫描,创造狮子鱼的骨骼特点和构造,跟普通鱼类大有不同。
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受狮子鱼细碎骨骼的特点和构造的启示,他们对软体机器人形状进行了整体设计,原材料紧张采取优柔的硅胶。
为了把一整块电子元器件、电路板放到软体机器人身体里面,李铁风他们化整为零,采取不同角度、方向,分散均衡受力,以适应1万米深海的低温和高压强。
通过人工肌肉的驱动,紧缩和舒张会带动翅膀高下拍动,让软体机器人像鱼儿一样游动起来。
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鱼鳍翼的动力来自软体机器人内部的锂电池驱动。而锂电池的电压只有4.2伏,但鱼鳍翼要实现在深海里摆动,电压须要到七八千伏,若何才能够在深海条件下,实现这一看似不可能完成的任务呢?
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面对1万米深海高压、低温的环境,如果永劫光游动,软体机器人的鱼鳍翼会变得僵硬,游动会变慢乃至停滞。为理解决这一难题,李铁风他们还对鱼鳍翼的核心材料,也叫“人工肌肉”,进行了专门设计。
难题一个个被占领,李铁风他们对付软体机器人的今后发展,除了深海科考,也有自己的愿景。
掌握力度达到微米级,国产软体夹爪能轻松夹取生鸡蛋黄
仿生软体机器人在万米海沟可以像鱼儿一样遨游,为人类探索深海的秘密创造了无限可能。另一款已经广泛运用在工业制造领域的软体机器人——软体夹爪也非常神奇。这个安装在机器臂下的软体夹爪,能轻松夹取生鸡蛋黄。
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软体夹爪灵巧多变,如今运用在了食品、生鲜、汽车配件、3C产品等多个行业的生产加工环节。可以说很多异形、易破损的分拣包装都可以采取这个软体夹爪来完成。但目前环球只有屈指可数的几家公司,在研制生产这样的软体机器人。
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36岁的高少龙,是这家软体机器人公司的联合创始人之一。5年前,他还是北京航空航天算夜学的一名老师。当他有时看到国外一段先容软体机器人大略事理的***,就深深被吸引,并在2016年辞掉大学老师的事情开始创业,却没想到研发的难度远远超出了他们的预期。不仅没有现成的参考样板,没有行业技能标准,乃至连软体机器人构造部件的名称,在业内都没有统一的说法。
高少龙他们不肯轻易认输,测数据、建模型、搭架构,大家都开足了马力,分头攻坚克难。针对普通硅胶太软的毛病,首先他们占领的便是软体夹爪的材料问题。
北京软体机器人科技有限公司材料研发组组长 许娜(图片来源:***截图)
材料问题办理了,但软体夹爪的气体驱动部分又有新的难题:软体夹爪是靠高压气体来掌握驱动的,但高压气体进入软体夹爪内部空间时,随意马虎让夹取物品的一壁和施加压力波折的一壁,两面都鼓起来。这样一来,夹取物品的一壁,跟物品的打仗面积就减少了,软体夹爪会涌现抓不牢、抓不稳物品的征象。
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研发职员又在软体夹爪内部构造上动起了脑筋,他们将传统的单通道构造改为双通道设计。无论怎么动,它下面这个面都是平整的,可以实现与被抓实物非常好地打仗。
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这个奥妙的设计,占领了软体夹爪气体驱动的构造难题,但也给生产制造工艺带来很大寻衅,很难采取传统模具办法来制造。
经由千百次的反复试验后,研发职员终极仿照金属精密铸造的消逝模工艺,达到了一次成型。
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目前,他们公司的产品已经卖给国内外约300家客户,涉及国家和地区近20个。每年发卖额按5至6倍的速率在增长。
北京软体机器人科技有限公司总经理高少龙表示,第三方机构做过测算,大概软体机器人带来的环球市场规模是8.7万亿美元(约合公民币56万亿元)。
半小时不雅观察:“软功夫”还需“真实力”
科研事情者们通过潜心研究、大胆探索,参照深海生物的体质特质,将“生命奥秘”化作“机器之力”,还通过材料、构造的创新,使软体机器人的运用处景遍布食品、生鲜、汽车配件、3C产品等多个行业的生产环节,产品远销二十多个国家和地区。我们知道,环球工业机器人市场曾经被几家国际巨子牢牢把持,但在软体机器人的市场争夺和技能开拓中,中国的科研力量却具备了后发上风,“软功夫”还需“真实力”,我们期待着在不久的将来,软体机器人的“中国潮”能够风起云涌。
来源:逐日经济***综合央视财经、公开信息
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