如果要研制软机器人,拜章鱼为师显然是高招。它是最聪明的软体动物,也是最先进的无脊椎动物之一。章鱼的身体除了喙完全没有坚硬部分,却神奇地融合了灵活性和控制能力。要制造超越机械蠕虫的软机器人,章鱼是理想的模型。
但由于各种限制,现今的一些软机器人并不完全是软的。其中许多还保有硬部件,如电热丝、电池、控制系统电路板;还有一些,更需要栓着外部电源和控制电源。
要消除这些障碍,哈佛大学的罗伯特·伍德和詹妮弗·刘易斯团队开发了Octobot。它没有任何类型的内骨架,也不需要刚性电源。
该机器人是气动的。在一系列管道和气囊中备有少量液体燃料——过氧化氢,当这种高反应性的过氧化物遇到铂催化剂时,通过简单的反应分解成水蒸气和氧。这种混合物体积膨胀,部分流入Octobot的触手,使其伸展,让身体移动。且这种反应很简单,不需要电子控制,只是由简单电子振荡器的软性模拟实现的,它们引导和调节机器人的动作,执行所需的功能。
Octobot值得关注的另一个方面,是它采用了混合装配工艺,结合了软光刻技术、成形技术和三维打印。三维打印让工程师能迅速而直接地制造软机器人内部的燃料存储、电源和执行器系统,实现集成的整体设计。
哈佛研究团队希望这一概念证明能引出更复杂的Octobot版本。现在他们正在研究如何让机器人游泳、爬行,以及与环境交互。
“软机器人领域的长期愿景是创建完全柔软的机器人。大家一直在钻研如何替换掉刚性组件(如电池与电子控制部件),然后把所有整合在一起,”伍德说。“我们的研究显示了制造全软简单机器人关键部件的可能,这为更复杂的设计奠定了基础。”
该研究发表在《自然》杂志。 稼正