軟體機器人給軟體機器人一個心臟

康奈爾大學和美國陸軍研究實驗室的研究人員合作使用了水力和磁力來驅動一個柔軟且可變形的泵，為軟體機器人提供了一個循環系統。這個系統模仿了自然界中動物的生物學。

這篇論文題為“磁流體浮力高性能柔性泵”，發表在 美國國家科學院會議紀要。

類似機器

羅布·謝泓是康奈爾大學機械和航空工程學院的副教授。他在康奈爾大學領導了一個研究團隊，與首席作者約阿夫·馬蒂亞一起工作。

“這些分佈式軟泵的運作方式更像人類的心臟和動脈，血液從中被送出，”謝泓說。“我們曾經發表過機器人血液的論文，現在我們有了機器人心臟。兩者的結合將會使機器人更加逼真。”

謝泓領導的有機機器人實驗室此前曾使用軟物質複合材料設計了各種技術，例如可伸縮的感應器“皮膚”和燃燒驅動的布萊爾點字顯示器和監測運動表現的服裝。他們還開發了可以行走、爬行、游泳和出汗的軟體機器人。根據團隊的說法，許多這些創新可以應用於病人護理和康復領域。

創造循環系統

軟體機器人需要循環系統來儲存能量和驅動其附屬物和運動，從而使其能夠完成複雜的任務。

新開發的彈性泵由一個柔軟的硅膠管組成，管上繞著線圈。這些線圈圍繞著彈性泵的外部，線圈之間的間隙使得管子可以彎曲和伸展。在管子內有一個實心核心磁鐵，周圍是磁流變液體，當暴露在磁場中時會變硬。這使得核心磁鐵保持在中心位置，並創造了一個密封。通過以不同的方式應用磁場，核心磁鐵可以被移動來推動水和低粘度油等液體以連續的力推進。

謝泓與美國陸軍研究實驗室的內森·拉扎勒斯一起擔任研究的共同高級作者。

“我們的工作壓力和流量是其他軟泵的100倍，”謝泓說。“與硬泵相比，我們的性能仍然低了大約10倍。這意味著我們不能以非常高的流量推動非常粘稠的油。”

研究人員進行了一個實驗，以展示泵系統可以在大變形下維持連續的性能。他們還追蹤了性能參數，以確保未來的迭代可以根據機器人進行自定義。

“我們認為，為泵的各個參數建立縮放關係很重要，以便當我們設計新東西時，有不同的管道直徑和不同的長度，我們就知道如何調整泵以獲得我們想要的性能，”謝泓說。