什么是柔性机器人？

什么是柔性机器人？很多朋友对这方面很关心，搜视网整理了相关文章，供大家参考，一起来看一下吧！

本文目录一览：

• 1、以昆虫为灵感 科学家开发出半软体 柔性骨骼 机器人
• 2、机器人柔性力控打磨主要特点说明
• 3、什么是柔性机器人？

以昆虫为灵感 科学家开发出半软体 柔性骨骼 机器人

大家好，这里是发现了最新新闻后突然嚣张的深空小编。小编整理了半天，给大家带来了这篇文章。不让大家久等了，下面马上进入正题吧。
软体机器人有很多可取之处，比如说能够挤过缝隙，或者被人踩在脚下时得以“存活”。而到目前为止，它们通常都是一次性手工组装的。不过，由于一种新制造方法的出现，这种情况可能会有所改变。
这项技术由加州大学圣迭戈分校的科学家开发，其灵感来自于昆虫的“外骨骼”。虽然我们可能会认为这些“外骨骼”就像一副盔甲，但事实上，它们在某些地方是刚性的，而在另一些地方则是柔性的。
加州大学圣迭戈分校的系统同样生产出了所谓的 柔性骨骼，将刚性和柔性结合在一起。这是通过将聚合物层3D打印到薄而有弹性的聚碳酸酯板上的方式实现的。通过调整打印过程，可以使聚合物在需要的地方变得柔性--因此它可以与聚碳酸酯基体一起弯曲--但在其他地方则表现出不同程度的刚性。
据报道，使用普通的3D打印机可以制作出一个小型的柔性骨架，成本只有制作这种结构所需的一小部分。然后，这个骨架底座可以与类似乐高的电子元件配对，形成一个完整的机器人。
目前，打印和组装这样的机器人只需不到两个小时。尽管如此，科学家们现在正在开发一条完全自动化的装配线，用于制造整个 成群 的机器人，这些机器人将共同完成在灾难现场搜寻幸存者等任务。我们希望这些柔性骨骼能够导致创造出一类新的软性的、受生物启发的机器人，该研究论文的资深作者Nick Gravish教授说。我们希望让全世界的研究人员更容易制造出软体机器人。
这篇论文最近发表在《软体机器人学》杂志上。
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机器人柔性力控打磨主要特点说明

伴随着时代的发展，无论是打磨质量、生产 效率，还是人工劳动条件，种种因素都促使研磨行业对自动化和机器人提出了新的需求。那机器人打磨效果究竟如何？打磨效果好吗？机器人打磨主要特点说明。

打磨机器人主要用于电子行业、手机外壳、 汽车 零部件、工业零件、医疗器械、民用产品等行业高精度的打磨抛光作业。企业进行机器人打磨时，往往在以下几个方面的特点优势：

1.稳定和提高打磨质量和产品光洁度，保证其一致性；

2.提高生产率，一天可24小时连续生产；

3.改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作；

4.降低对工人操作技术的要求；

5.缩短产品改型换代的周期，减少相应的投资设备；

俗话说术业有专攻，机器人打磨还是要看专业的打磨机器人。专业的打磨机器人主要由工业机器人本体和柔性力控打磨工具、抓手等外围设备组成，通过系统集成，由总控制电柜将机器人和外围设备的软硬件连接起来，统一协调，实现各种打磨功能。

机器人打磨主要有两种方式：一种是通过机器人末端执行器夹持力控打磨工具，主动接触工件，工件相对固定不动，因此这种打磨机器人可称为工具主动型打磨机器人；柔性力控打磨工具的力控系统可根据工作需要对未端工具进行重力补偿并精确输出平行于机械臂轴向的接触力，同时该装置还能根据接触表面的轮廊特征进行自适应伸缩，解决了接触面敏感特征工艺与快速接触移动之间的自动化难题。机器人系统控制打磨路径，力控系统柔性恒力输出，不光可以使得底材表面每一处都处理到位，一致性高，打磨效率也更高。柔性力控打磨工具的力控精度达到了惊人的 1N，这是非常小的一个力，用手指轻轻碰一下桌子，就至少要2-3N的力，这个力控精度要远远高于人手的精度。如果机器人不用柔性力控打磨系统，而是直接抓着打磨工具去打磨，由于无法控制打磨力度，也无法进行柔性浮动，打磨良品率很低；而且对机器人走位精度、调试工艺要求非常高，调试非常麻烦。而盈连 科技 的柔性力控打磨系统就通过对力量、位置、姿势等关键信息的实时感知，可在不到0.01秒的时间内自动进行柔性控制，确保打磨力的恒定。

另一种是机器人末端执行器夹持工件，通过工件贴近接触柔性力控砂带机，设备相对固定不动，因此这种打磨机器人也称为工件主动打磨机器人。柔性力控砂带机跟力控柔性抛光打磨工具一样，同样具备力/位混合控制补偿，精密的力位控制技术，可保证接触力精确与稳定，同时还可根据工艺自动补偿砂带耗材的磨损，并且打磨轮及耗材十分方便拆卸及更换，后期维护成本也很低。

什么是柔性机器人？

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有这样一种神奇的机器人，它可以做到这样，

像藤蔓一样自生长，柔软的身体延伸运动到各种角落；

或者像章鱼一样，整个身体没有任何硬性的结构组织，就像《超能陆战队》里的大白；

当然也有模仿其他鱼类生物的水下机器人，柔软的“鱼鳍”如同真的鱼儿一样，在水中灵活运动。

而这些看似柔弱无骨的机器人，就是我们今天的主角——柔性机器人。

何为柔性机器人？

自然界的很多生物都有自己的柔性和灵活性，从上面的几张动图可以看出，柔性机器人其实就模仿了一些动物外形。

当然我们探讨的柔性机器洞颤人概念比较窄，指的是完全由柔性材料构成，没有多余硬性结构在其中，所以柔性机器人必然具备三种特性：高灵活性、可变形性和能量吸收特性。

新加坡国立大学机械工程系教授朱建也给出过一个简单的概念，柔性机器人的特性包括材料的柔软性、优良的环境适应性、超强的安全性、良好的人机互动性等。

斯坦福大学研究人员模仿葡萄藤生长，发明出一款新型的柔性机器人，它能像葡萄藤一样生长，在废墟瓦砾中穿梭，找到被困的幸存者，甚至向他们送水。

柔性机器人“Octobot” 搜视网

哈佛大学的研究者们此前展示了他们的最新研究成果：一款章鱼形状的完全柔性机器人“Octobot”。这款机器人全身都由软软的柔性材料构成，不需要外接动力，自己就能运动起来。

浙江大学的李铁风教授及其他研究人员此前在《Science》发表了一篇名为《Fast-moving soft electronic fish（快速移动的电子鱼）》的文章，阐述了他们研发的一种柔性机器人，柔性的特征使得这条“电子鱼”得以在狭小的空间内航行，拓宽了它们能够行驶的空间。

基于折纸设计的柔性机器人

最近，来自凯斯西储大学的研究人员则开发了一种基于折纸设计的柔性机器人。

无论是国外的麻省理工、哈佛大学还是国内的清华、浙大，研究学者们都在寻求柔性机器人技术的突破口。毫不夸张的说，如果想要同时满足这些特性，技术难题很多，所以这也是为什么柔性机器人的技术一直处在实验样机阶段。

柔与刚不可兼得？如何让机器人的身体柔若无骨

为什么一直没有成熟的柔性机器人推向市场，这就不得不提到它的技术难点。

为了能够达到高灵活性和可变形性，柔性机器人的构成材料、驱动方式都很有讲究，传统的刚性连接器和外壳完全不适用。

首先是柔性机器人的构成材料上，既要极易变形弯曲的柔软度，也必须要考虑到它的驱动方式，目前比较常见的是通过3D打印材料来制作柔性机器人的“外壳”，例如用水凝胶制造出柔软的胶状机器人。

水凝胶材质的软体机器人

MIT的一个研究团队就做了尝试性的试验，他们用3D 打印和激光切割打造出水凝胶的外壳，实现“身体”的“柔韧性”，然后通过液压驱动的方式驱动机器人的运动。

再就是通过一些特殊的材料来打造类似于人造肌肉的材料，像电子动力聚合物（EAP）、形状记忆合金这样的物质都是人造肌肉的良好材料，以形状记忆合金为例，它可以根据温度自动改变形状，并且能够记住这些形状，实现弯曲、变短、抓取物体等动作。

哈佛大学在这方面有不少研究突破，他们开发出一种以碳纳米管为基础的人造肌肉，其中包含了“介电弹性体”，当电场作用于软性材料时，就会发生变形。不过，电场场强方面会比较难控制。

除此之外，还有一种新兴的功能材料室温液态金属，这种材料在电、磁、力、热的作用下，可以在不同的形态和运动模式上任意切换。中国科学院理化技术研究所研究员、清华大学教授刘静在其撰写的室温液态金属综述文章中也曾写道，“液态金属可变形机器效应的发现，有望促成柔性机器理论与技术取得重大突破。”

电力驱动or气动驱动，都还不是尽善尽美的解决方案

而在驱动方式上，从材料的组成可以看出其实大部分还是通过电动驱动，相比于其他驱动方式，电动驱动器拥有变形大、能量密度高、结构紧凑、重量轻、价格低和噪音小的特性。但是这种驱动方式也有很大的隐患，机器人的运动精度控制上有难度，另一方面，如果驱动机器人纳唯败运动所需的电场强度过高，也会影响它在一山察定范围内的运动。

当然，还有一种气动驱动方式，之前我们提到的哈佛大学推出的柔性章鱼机器人Octobot ，就是通过简单的过氧化氢分解化学反应实现运动，作为“燃料”的过氧化氢遇到铂催化剂会产生水和氧气，而氧气增多会让章鱼体内的压强加大，经过反复的切换让其动起来。

但是和电动驱动相比，这种方式的运动速度会比较慢，而且柔性机器人的变形也会受到限制。

虽然应用前景广泛，但目前还在纸上谈兵阶段

尽管柔性机器人的研究难点很多，但它也是许多高校实验室研发的一大重点，因为从实用性来考量的话，这种柔性机器人非常适合一些“极端”的场景下，比如受灾现场的救援：它可以进入到一些危险、狭小的地方；还有海底探索上，柔性机器人可以潜入到像珊瑚礁这样的海底生物内，在不伤害它们的同时去探索更多的海底秘密。

哈佛大学发布的可植入软体机器人

医疗方面，柔性机器人也是一大利器，如果医生想要针对人体内的某个器官对症下药，就可以通过柔性机器人实现，科罗拉多大学博尔德分校实验室的机械工程师Franck Vernerey就研制出了专门用于医药治疗的软体机器人。另外，在他还看来，医药领域应用的机器人，只能以软体蠕动的形式构造。

结语：

简单梳理柔性机器人的概念之后，镁客君非常期待它落地应用后给我们生活带来的变革性变化，而文中列举的很多实验室案例也表明柔性机器人的研究一直在进行中，假以时日，等待相关技术的成熟，必然会在机器人行业大放异彩。

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