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准备迎接爆米花机器人

了解爆米花驱动的机器人执行器如何通过利用玉米粒作为动力来彻底改变机器人技术。探索它们的潜在应用!

作者:Bill Andrews
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由康奈尔大学集体具身智能实验室的研究人员构建的由爆米花驱动的软体机器人设备。(图片来源:康奈尔大学)机器人一直都很酷且具有未来感。由于我们生活在这样一个超现代的时代,我们看到了越来越多的机器人,无论是用于清洁地板驾驶汽车,甚至是为我们提供额外的肢体。但通常焦点在于机器人现在能做什么,而较少关注究竟是什么为它们的能力提供了动力。今天有所不同:康奈尔大学的一组工程师展示了如何不用电或液压,而是用爆米花来为简单的机器人提供动力。你知道,就是你吃的那种。

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玉米粒爆开

如果你仔细想想,爆米花其实相当巧妙。对微小、规则的玉米粒施加热量,它们可以膨胀成比原来大10倍以上的不规则形状。它们的密度和粘度会发生变化,而且这种转变发生得相当快,并伴随着令人惊讶的力量。此外,它们是一种天然、廉价且丰富的材料。(而且美味,尽管这只是一个额外的好处。)在他们的论文中,标题确实是“爆米花驱动的机器人执行器”,研究团队着眼于爆米花的物理学特性,“包括膨胀比、转变温度、爆裂力、压缩强度和生物可降解性”。他们实际上发现了一系列可能的应用,甚至制造了一些简单的机器人,这些机器人利用玉米粒的爆裂作为它们的动力来源。这看起来确实可以奏效。

爆米花动力学

爆米花机器人不会很快占领世界(甚至不会走路),但它们可以通过膨胀和改变刚性来抓取物体并举起重物。工程师们通过在机器人的“手指”或内部衬上生玉米粒和一根加热丝来实现这一点。当玉米粒爆开时,它们会对容纳它们的套筒施加张力,这个过程类似于肌肉紧张。部署足够多的这类机器人,这些简单的动作就能真正发挥作用——特别是考虑到它们的动力来源如此便宜,它们将是自主且数量众多的。即使是最明显的缺点——它只能工作一次,因为爆米花是不可逆转的——也可能有解决办法。例如,爆米花溶于水,因此有可能清除“用过”的爆米花,使机器恢复到原始状态。由于这是科学家首次认真考虑以这种方式使用爆米花,因此还有许多其他的可能性。这可能是一种新型(可食用)机器人技术的开始!作者写道:“总而言之,许多机器人应用可能会受益于使用这些多功能玉米粒。” “在不久的将来,我们的目标是设计独立式爆米花驱动机器人所需的基础设施。这将需要一个能够加热玉米粒的嵌入式系统,以及一个能够移动玉米粒的泵。从长远来看,本文提出的多功能颗粒流体研究可能有助于为跨越刚性、柔顺和软体机器人领域的广泛应用铺平道路。”未来看起来光明、蓬松且美味。

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