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这款可能造福人类的黑高技术,其灵感竟来自于蔬菜|海外黑高技术

作者:admin 发布日期:2019/7/6 关注次数: 二维码分享

《海外黑高技术》是创业邦推出的海外系列栏目,带您领略海外新的 技术实现 、酷的产品、有趣的应用,这第47篇报道,作者Bonnie。

您很难想象,接下来您看到的这个有可能会造福人类的黑 技术实现 ,其灵感居然来自于吾们日常所吃的一种蔬菜。

尽人皆知,黄瓜的植株在进行生长的时候,会长出一种紧紧缠绕住周围尽数物体的卷须,这种卷须能够支持植株不断向上生长。而向上生长可以保证植物接受尽可能多的阳光照射,易于 促进光合感化。

就是这样一种很普遍的现象,被麻省理工学院的研究人员变成了黑高技术。

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这种黑高技术可以模仿黄瓜植株的这种卷曲和拉伸机制,进而做出了可以用在机器人、假肢等机器,或是运用在生物医学区域的人造肌肉收缩纤维。

是的,您可能会说人造肌肉已经很成熟,而且已经拥有领先的 技术实现 ,如液态系统、伺服电动机、形状记忆金属和对刺激作出反应的聚合物等等。

但您不得不承认,这些 技术实现 都有着各自的局限性,包括重量过高或响应时间过慢等等。

相比之下,麻省理工学院的这种全新的基于纤维的系统却非常轻便,并且可以快速地针对指令做出反应。

近日,著名杂志《科学(Science)》对这一发明进行了报道。除此以外 ,美国国家神经疾病和中风研究所,以及美国国家科学基金会也为这个porject的研究供给了支持。

这种新纤维的开发者们使用了纤维拉伸 技术实现 ,将两种不同的聚合物结合成了一股纤维。

这个过程的关键点,在于如何将两种具有完全不同的热膨胀系数的质料进行配对,让它们结合在一起。这和许多恒温器所运用的原理同样, 诸如使用双金属条作为测量温度的一种方法,当连接在一起的两种质料受热时,膨胀速度更快的一方被另一种质料所阻挡,结果就是,两种质料卷曲在一起:膨胀较快的质料向膨胀较慢的质料一侧弯曲。


通过将两种不同的聚合物结合在一起,研究人员作出了一种延展性非常强的环状共聚物弹性体(cyclic copolymer elastomer)和一种韧度更高的热塑性聚乙烯(thermoplastic polyethylene)。他们所作出的这种纤维,当被拉伸到其原始长度的数倍之下,它会自然形成紧密的卷曲,与黄瓜所长出来的那种卷须非常相似。


应用场景

这种人造肌肉纤维可以用在机器人的手臂、腿部,抓爪或是被用在假肢的致动器当中。在实际运用中,这种人造肌肉纤维在轻便程度和响应速度关键与当上所使用的 技术实现 相比有着非常明显的优势。

当上残疾人群所使用的假肢,其高重量可达到30磅(约合13.6公斤),如此高的重量给佩戴者的日常使用带来了诸多不便。在假肢中,大部分重量都来自于致动器,当上致动器一贯使用的都是气动原理或是液动远离;如果能够降低致动器的重量,假肢的重量也会大大降低,易于 给佩戴者的使用供给更大的方便。

作为研究员之一的Anikeeva说到:“这种人造肌肉纤维也有可能会被用在小型生物医学设备上, 诸如医疗机器人,它可以被医护人员事先植入到患者的动脉中,然下通过激活来work。吾们可以在几十毫秒到数秒的时间里对它进行激活,具体的激活时间取决于设备的大小。”

如果想要让这种纤维拥有更大的强度,易于 应付更大的负载,研究人员也可以将多股纤维捆绑在一起,就像人类肌肉纤维在身体中也会捆绑在一起一样。此上,该TEAM成功对100根人造肌肉纤维进行了捆绑测试。

在纤维的拉伸过程中,研究人员还能够将传感器安放在纤维之中,这些传感器可以做出实时反馈,让研究人员判定当上的状态与所遇到的环境。rgü表示,带有闭环反馈机制的捆绑肌肉纤维,可以运用在需要自动化和精确把握的机器人系统中。

另一位研究人员则表示,这种人造肌肉纤维质料的潜在运用场景可能会无限多,因为险些尽数两种具有不同热膨胀塑料的质料都可以被组合在一起,这给他们留下了很大的探索容量,让他们对尽可能多的质料进行测试。他还说到,这个发现就像打开了一扇窗户,然下发现外面还有“许多其他的窗户”等待被打开。

该TEAM认为“这项work的力量,来源于BYL它的easy性。”

如该是吾们陕西会计培训学校为您转载的一篇About高技术类的文章,瞩望对您了解这个区域兼有扶掖。

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