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公(gōng)司新(xīn)聞
有(yǒu)触感(gǎn)又能(néng)自(zì)愈的(de)機(jī)器人(rén)正(zhèng)在(zài)變(biàn)成(chéng)现實(shí)
發(fà)布(bù)日(rì)期(qī):2020-03-04
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人(rén)類(lèi)皮膚是(shì)難以(yǐ)複制的(de)，因(yīn)为(wèi)它(tā)不(bù)僅柔韌、有(yǒu)触感(gǎn)且(qiě)能(néng)夠自(zì)愈。然而(ér)，科學(xué)家(jiā)们的(de)最(zuì)新(xīn)發(fà)现正(zhèng)在(zài)賦予機(jī)器人(rén)皮膚这(zhè)樣(yàng)的(de)特(tè)性(xìng)。
你以(yǐ)为(wèi)只(zhī)有(yǒu)生(shēng)命體(tǐ)的(de)皮膚才柔韌抗壓，有(yǒu)触感(gǎn)，可(kě)以(yǐ)自(zì)愈？最(zuì)近的(de)研究成(chéng)果(guǒ)表(biǎo)明(míng)，機(jī)器人(rén)的(de)皮膚也(yě)可(kě)以(yǐ)，甚至(zhì)比人(rén)類(lèi)皮膚表(biǎo)现得更(gèng)好(hǎo)。
英國(guó)格拉斯哥大(dà)學(xué)的(de)研究人(rén)員使用(yòng)石(dàn)墨烯，開(kāi)發(fà)出(chū)了(le)一(yī)種(zhǒng)触覺比人(rén)手(shǒu)更(gèng)靈敏的(de)電(diàn)子機(jī)器人(rén)皮膚。
據(jù)外(wài)媒報道(dào)，格拉斯哥大(dà)學(xué)教授Ravinder Dahiya表(biǎo)示，新(xīn)開(kāi)發(fà)的(de)機(jī)器人(rén)皮膚本(běn)質(zhì)上(shàng)是(shì)一(yī)種(zhǒng)触覺傳感(gǎn)器，科學(xué)家(jiā)们将利用(yòng)它(tā)造出(chū)更(gèng)輕(qīng)巧的(de)義肢，以(yǐ)及(jí)表(biǎo)面(miàn)皮膚摸起(qǐ)来(lái)更(gèng)柔软、更(gèng)自(zì)然的(de)機(jī)器人(rén)。
而(ér)这(zhè)種(zhǒng)傳感(gǎn)器也(yě)是(shì)邁向(xiàng)更(gèng)柔软的(de)機(jī)器人(rén)和(hé)更(gèng)靈敏的(de)触摸屏傳感(gǎn)器的(de)第一(yī)步。
这(zhè)種(zhǒng)低(dī)功耗智能(néng)機(jī)器人(rén)皮膚由(yóu)一(yī)层(céng)单原子层(céng)石(dàn)墨烯制成(chéng)。皮膚每平方(fāng)厘(lí)米的(de)功率为(wèi)20纳瓦(wǎ)，相當于目前(qián)可(kě)用(yòng)的(de)最(zuì)低(dī)質(zhì)量(liàng)的(de)光(guāng)伏電(diàn)池。雖(suī)然皮膚的(de)光(guāng)伏電(diàn)池産生(shēng)的(de)能(néng)量(liàng)還(huán)不(bù)能(néng)存儲，但工程团(tuán)隊正(zhèng)在(zài)探索将未使用(yòng)的(de)能(néng)源轉(zhuǎn)移到(dào)電(diàn)池中的(de)方(fāng)法(fǎ)，以(yǐ)便在(zài)需要(yào)时(shí)可(kě)以(yǐ)使用(yòng)。
石(dàn)墨烯是(shì)目前(qián)發(fà)现的(de)最(zuì)薄、強(qiáng)度(dù)最(zuì)大(dà)、導電(diàn)導热(rè)性(xìng)能(néng)最(zuì)強(qiáng)的(de)一(yī)種(zhǒng)新(xīn)型纳米材料。由(yóu)于其(qí)良好(hǎo)的(de)強(qiáng)度(dù)、柔韌、導電(diàn)等特(tè)性(xìng)，它(tā)在(zài)物(wù)理(lǐ)學(xué)、材料學(xué)、電(diàn)子信(xìn)息等領域具有(yǒu)廣闊的(de)应用(yòng)潛力。
在(zài)光(guāng)學(xué)特(tè)性(xìng)方(fāng)面(miàn)，有(yǒu)研究數據(jù)表(biǎo)明(míng)，单层(céng)石(dàn)墨烯对(duì)可(kě)見(jiàn)光(guāng)以(yǐ)及(jí)近紅(hóng)外(wài)波(bō)段(duàn)光(guāng)垂直(zhí)的(de)吸收(shōu)率僅为(wèi)2.3% 。
“如(rú)何讓阳光(guāng)透过(guò)覆蓋在(zài)光(guāng)伏電(diàn)池上(shàng)的(de)皮膚是(shì)我(wǒ)们真(zhēn)正(zhèng)的(de)挑戰。”Ravinder对(duì)《先(xiān)進(jìn)功能(néng)材料》（
Advanced Functional Materials）表(biǎo)示。
“無論是(shì)何種(zhǒng)光(guāng)線(xiàn)，98%都能(néng)到(dào)达(dá)太阳能(néng)電(diàn)池。” Dahiya对(duì)BBC解(jiě)釋道(dào)，太阳能(néng)電(diàn)池産生(shēng)的(de)電(diàn)能(néng)被(bèi)用(yòng)于産生(shēng)触覺。“它(tā)的(de)触覺比人(rén)類(lèi)的(de)皮膚要(yào)好(hǎo)上(shàng)一(yī)个(gè)數量(liàng)級。”
皮膚給(gěi)予了(le)機(jī)器人(rén)手(shǒu)臂应有(yǒu)的(de)按壓反(fǎn)饋，使其(qí)可(kě)以(yǐ)更(gèng)好(hǎo)地(dì)控制抓取(qǔ)物(wù)體(tǐ)的(de)力量(liàng)，即便是(shì)易碎的(de)雞蛋也(yě)可(kě)以(yǐ)穩穩地(dì)拿起(qǐ)和(hé)放(fàng)下(xià)。
Dahiya 表(biǎo)示：“下(xià)一(yī)步是(shì)開(kāi)發(fà)支持(chí)这(zhè)項研究的(de)發(fà)電(diàn)技術(shù)，並(bìng)用(yòng)它(tā)来(lái)驅動(dòng)假手(shǒu)的(de)電(diàn)機(jī)，这(zhè)可(kě)以(yǐ)讓我(wǒ)们創建一(yī)个(gè)完全(quán)能(néng)量(liàng)自(zì)主(zhǔ)的(de)假肢。”
此外(wài)，这(zhè)種(zhǒng)性(xìng)能(néng)優越的(de)機(jī)器人(rén)皮膚也(yě)並(bìng)不(bù)昂貴，Dahiya表(biǎo)示，5-10平方(fāng)厘(lí)米的(de)新(xīn)型皮膚只(zhī)需花(huā)費1美(měi)元(yuán)的(de)成(chéng)本(běn)。事(shì)實(shí)上(shàng)，石(dàn)墨烯能(néng)做到(dào)的(de)遠(yuǎn)不(bù)止賦予機(jī)器手(shǒu)臂敏锐的(de)触感(gǎn)这(zhè)一(yī)點(diǎn)，它(tā)還(huán)能(néng)幫助機(jī)器人(rén)皮膚自(zì)愈。
據(jù)futurism報道(dào)，印(yìn)度(dù)科學(xué)家(jiā)在(zài)期(qī)刊
Open Physics發(fà)表(biǎo)的(de)的(de)最(zuì)新(xīn)研究發(fà)现，石(dàn)墨烯具有(yǒu)強(qiáng)大(dà)的(de)自(zì)我(wǒ)修複功能(néng)。科學(xué)家(jiā)们希望能(néng)将这(zhè)一(yī)特(tè)性(xìng)应用(yòng)到(dào)傳感(gǎn)器領域，讓機(jī)器人(rén)也(yě)和(hé)人(rén)類(lèi)一(yī)樣(yàng)擁有(yǒu)皮膚自(zì)我(wǒ)修複功能(néng)。
傳统的(de)金(jīn)屬機(jī)器人(rén)皮膚的(de)延展(zhǎn)性(xìng)較差，容易出(chū)现裂隙和(hé)破損。然而(ér)如(rú)果(guǒ)石(dàn)墨烯制成(chéng)的(de)亞纳米傳感(gǎn)器可(kě)以(yǐ)感(gǎn)知到(dào)裂隙，那(nà)麼(me)機(jī)器人(rén)皮膚就(jiù)可(kě)以(yǐ)阻止裂隙進(jìn)一(yī)步擴大(dà)，甚至(zhì)修複裂隙。研究數據(jù)表(biǎo)明(míng)，當裂隙超过(guò)臨界位(wèi)移阈值後(hòu)，自(zì)動(dòng)修複功能(néng)就(jiù)会(huì)自(zì)動(dòng)啟動(dòng)。
“我(wǒ)们希望通(tòng)过(guò)分(fēn)子動(dòng)力模拟过(guò)程觀察原始(shǐ)和(hé)有(yǒu)缺陷的(de)单层(céng)石(dàn)墨烯的(de)自(zì)愈行为(wèi)，同(tóng)时(shí)也(yě)觀察石(dàn)墨烯在(zài)亞纳米傳感(gǎn)器裂隙定(dìng)位(wèi)过(guò)程中的(de)表(biǎo)现。”在(zài)接受采訪时(shí)，論文(wén)的(de)主(zhǔ)要(yào)撰写者(zhě)Swati Ghosh Acharyya表(biǎo)示 ：“在(zài)室温(wēn)且(qiě)沒(méi)有(yǒu)任何外(wài)部(bù)刺激的(de)情(qíng)況下(xià)，我(wǒ)们能(néng)夠觀察到(dào)石(dàn)墨烯的(de)自(zì)我(wǒ)修複行为(wèi)。”
来(lái)自(zì)印(yìn)度(dù)的(de)研究人(rén)員表(biǎo)示，这(zhè)項技術(shù)将会(huì)迅速投入(rù)应用(yòng)，或(huò)許就(jiù)是(shì)下(xià)一(yī)代(dài)機(jī)器人(rén)。
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