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机械手指轻柔触摸

你有没有在头发上涂一个气球使它贴在墙上?这种称为电粘附的静电粘性可能永远改变机器人。

EPFL科学家发明了一种新的软夹持器,它使用电粘附:柔韧的电极襟翼,其作用类似于拇指指数二重奏。它可以拾取任意形状和刚度的脆弱物体,如鸡蛋,水气球或纸张。

这种轻质抓手可能很快就会为食品行业处理食物,捕获外层空间的碎片或整合到假手中。该研究由NCCR Robotics资助,在Advanced Materials中有所介绍。

“这是第一次将电粘附和软机器人结合在一起抓住物体,”EPFL的博士生,该出版物的第一作者Jun Shintake说。

当电压接通时,电极朝向待拾取的物体弯曲,模仿肌肉功能。电极的尖端像指尖一样轻柔地贴合物体的形状,用静电力夹在其上,就像气球粘在墙上一样。这些电极可承载其自身重量的80倍,并且不需要有关物体形状的先验知识。

相比之下,其他软夹具要么是气动控制的,要么是在拾取易碎物体时未能事先告知夹具有关物体的形状。它们也无法处理平坦或可变形的物体。

“我们的柔软抓手的新颖性是两种技术的理想组合:人造肌肉和电粘合,”EPFL的博士联合主管Dario Floreano说。“我们独特的电极和硅胶膜配置使我们能够控制襟翼和静电夹具的弯曲,”EPFL的博士联合主管Herbert Shea补充道。

它如何模仿肌肉功能和抓住物体

电极襟翼由5层组成:夹在两层电极之间的预拉伸弹性体层,以及两层不同厚度的硅树脂外层。当电压关闭时,外层的厚度差异使得襟翼向外卷曲。当电压接通时,两层电极之间的吸引力使膜伸直。这种膜从卷曲位置拉直模仿肌肉弯曲。

在襟翼的尖端处,每层的电极设计用于最佳静电抓握。这些相互交叉的电极,看起来像两个装在一起的梳子,产生静电场,导致电粘附。

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