觸覺是我們?nèi)祟惖囊淮蟾兄δ?，用手觸摸就可以感知物體的三維形態(tài)，并透過柔軟的皮肉無損操控物體。那么，機器能不能用類似的方式工作呢？
據(jù)外媒報道，加利福尼亞大學圣地亞哥分校的一個工程團隊近日發(fā)明了一種柔性機器人抓手，可以通過觸摸來構(gòu)建物體的虛擬 3D 模型（也就是感知到物體的三維形狀，不管之前熟悉不熟悉），并使用可充氣的“手指”操控目標物體。這意味著，即使在黑暗環(huán)境中，該機器也可以正常工作。
這種機器人抓手擁有三根表面覆蓋“感測皮膚”的氣動“手指”，“感測皮膚”由具有嵌入式碳納米管的柔性硅樹脂組成。
當與物體表面接觸時，“手指”內(nèi)的空氣在接觸位置增壓，壓力的增加導致該區(qū)域“感測皮膚”中的納米管的導電性改變，一系列電信號從手指傳輸?shù)絼?chuàng)建虛擬 3D 模型的控制板。通過這種方式，物體的形狀就被“感覺”到了。
物體形狀被“感覺”到后，機器人抓手就可以抓住并操縱它了。通過選擇性地對“手指”內(nèi)的“空氣室”充氣，這種機器人抓手甚至可以裝卸燈泡。
用柔性材料做成的器件可將光、電、熱、濕度等外部能量直接轉(zhuǎn)化為器件本身的機械變形，并可在外部刺激撤除后自動還原，近年來受到了國際學術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界的越來越多的關(guān)注。目前用柔性材料制作的雙層結(jié)構(gòu)驅(qū)動器已經(jīng)可以實現(xiàn)彎曲、扭曲等變形形式，被應用到了仿生機械手、爬行機器人等領(lǐng)域，上面介紹的這項發(fā)明就在此列。
不過，柔性材料在快速大變形、多刺激源響應、模擬跳躍、飛行等復雜動作方面的發(fā)展還面臨許多挑戰(zhàn)。
其實，我國學者在柔性材料方面已取得不少進展。據(jù)國內(nèi)媒體報道，近期，合肥工業(yè)大學與中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所合作，研發(fā)出了一種模擬人類“彈指”動作的新型光驅(qū)動“跳躍機器人”。這種“跳躍機器人”在接受光線照射后，可跳躍至自身高度 5 倍以上，并在空中做出翻滾動作。
這是一種具有卷曲形狀的碳納米管聚合物雙層薄膜驅(qū)動器，可在低電壓以及光照射下從“管狀”快速大變形到“平直”形狀，當外部刺激撤除后還能恢復其原始形狀。
科研人員模擬人類的“彈指”動作，將該驅(qū)動器的兩端部分重合，就構(gòu)筑出了所謂的“光驅(qū)動跳躍機器人”。在光照條件下，這種機器人的彈性勢能積累并瞬間釋放，可產(chǎn)生高度達自身高度 5 倍以上的跳躍運動，并在空中做出翻滾動作。
基于這項研究成果，該團隊進一步研發(fā)了光驅(qū)動及電驅(qū)動爬行機器人、抓取物體的仿生機械手，以及能在太陽光照射下綻開的“仿生花朵”等系列智能器件。
柔性材料在智能仿生、柔性傳感等領(lǐng)域具有廣泛應用前景，更多此類發(fā)明和研究進展值得期待?？梢詴诚胍幌拢鞣N柔性材料制作的器件出現(xiàn)在你生活中時，會是一種什么樣的體驗。
