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【中國智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】眾所周知，一旦你觸碰到含羞草的葉子，它就會像害羞一般，立刻收縮葉子，聚成一團。對于沒有大腦的生物體來說，這是一種令人驚訝的反應(yīng)。
由紙造的精美機器人，你感到驚艷了嗎？
現(xiàn)在，有種機器人也和含羞草類似?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員已研發(fā)出了一種看似簡單的制動器(用于機器人移動的電機的特殊術(shù)語)。這個制動器是由導(dǎo)電的3D打印材料和紙制成。從涂有油墨的材料導(dǎo)上電，然后使其變形，從而產(chǎn)生平穩(wěn)的動作。當(dāng)然，這肯定不是堅硬的制動器，但是紙做的制動器也能很好地在機器人領(lǐng)域開辟出自己的一片天。
訣竅就是聚乳酸(也稱聚丙交酯)，它是一種提供形狀記憶的熱塑性塑料。與攜帶電流的石墨烯相結(jié)合，從而制成3D打印的“墨水”。當(dāng)打印機在紙上留下墨水后，研究人員將紙放入160華氏度(71.11攝氏度)的烤箱中。當(dāng)他們把紙拿出來后，可以將其彎曲成他們希望材料在紙張靜止時“記住”的默認形狀。
當(dāng)研究人員施加電力時，它會產(chǎn)生熱量，從而激活熱塑性塑料并使其軟化。隨著熱塑性塑料現(xiàn)在更具有延展性，紙張的自然硬度會使其變得平坦。因此，當(dāng)施加電流時，研究人員的手指伸直一點，然后當(dāng)熱塑性塑料冷卻和硬化時，紙張就會恢復(fù)到更彎曲的默認形狀，從而抓住物體。當(dāng)沒有熱源時，它會回到默認狀態(tài)。幫助研發(fā)該系統(tǒng)的機器人設(shè)計師Yao Lining說：“基本上來說，它會變得更硬，并且，由于形狀記憶效應(yīng)，它會再把紙拉起來。”
研究人員還可以修改系統(tǒng)以響應(yīng)人的觸摸。手指將改變微控制器檢測到的電路電容。使用像這樣的觸敏致動器，如果受到干擾，“機械植物”可以自行折疊，就像自然界中的含羞草一樣。這個團隊還制作了一盞燈，當(dāng)它的垂直紙張支持變形時，它可以通過觸摸來打開并改變形狀。
但是，恢復(fù)到默認形狀并不會特別快。一旦移除電熱源，熱塑性塑料必須進行空氣冷卻以使其變硬并呈現(xiàn)固定形狀。因此，并不是熱塑性塑料的3D打印“墨水”，它可能是多孔的。Yao說：“你可以想象到，如果它是多孔的，空氣就可以更快地進出。”
當(dāng)然，另一個缺點是紙張不是堅硬的材料。它還有一個令人討厭的特點：易著火，這可能意味著紙張制動器在制造機器人方面不會發(fā)揮太大作用。
但是，對于受到小孩或?qū)櫸餁g迎的機器人呢？也許吧。因此，所謂的“軟”機器人就像這種新的紙張系統(tǒng)一樣可能會更薄弱，但它們能與人類更好地相處。而且它們在任何情況下都非常便宜。
更大的問題是熱的本質(zhì)。研究制動器的機械工程師Nicholas Kellaris(并沒有參與本次研究)說：“這是一種非常簡單的方法--焦耳加熱導(dǎo)致熱膨脹--并使用廉價的控制裝置和材料，但效率非常低。開始使用的電力是高等級的能源，但是熱量并沒有那么多。”
(原標(biāo)題：由紙造的精美機器人，你感到驚艷了嗎？)
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