超越金属！两个实习生在NASA兰利实验室研究太空软机器人！

我相信大部分人在看蜘蛛侠时，有一个很深的印象，蜘蛛侠的反派包括一位聪明的科学家章鱼博士，他使用灵活的机械手臂做出了卑鄙的行为。她的仿生手臂可以投掷物体，帮助她在战斗场景中快速移动，还有许多其他功能。虽然在现实中还无法实现如此超前的技术，但在弗吉尼亚州汉普顿的NASA兰利研究中心(LangleyResearchCenter)，两名天才实习生正在研究软性机器人，比如超级恶棍那令人难以置信的手臂，以便在地球以外的地方生存。

在位于NASA兰利的创客空间实验室内，实习生查克沙利文(ChuckSullivan)和杰克菲茨帕特里克(JackFitzpatrick)正在通过3D打印柔性硅胶模具开发一系列软机器人执行器。在他们研究的早期阶段，这对搭档正在研究一系列的特性，以了解如何在太空中建造和使用执行器。沙利文说表示，我们正在研究的是软机器人在太空探索和组装方面的可行性。机器人这个词让人联想到金属手臂和齿轮的形象，而柔软的机器人执行机构则受到了生物启发，着眼于大自然创造新机器人运动的方式。由于由高度灵活的材料制成，软机器人能够像活的有机体一样运动，这使得传统的简单机器人无法实现的新运动范围成为可能。这些执行器的空间应用可以扩大机器人在探索和装配中的作用。杰克说：当你启动这个软机器人时，它会改变你使用材料属性的方式。一块橡胶从平面变成手指的形状，它把材料变成了别的东西，完全超越了金属的地位！

在研究的早期阶段，沙利文和菲茨帕特里克正在研究一系列的特性，以了解如何在太空中建造和使用执行器。他们目前的工艺是3D打印一个模具，然后倒入像硅树脂这样的柔韧物质，创造出一个柔软的机器人执行器。根据设计，执行机构有腔室或气囊，可以根据里面的空气量进行膨胀和压缩。目前，这两名实习生正在通过气囊中的一系列管道来操作设计，让他们能够控制机器人的运动。通过调节软致动器腔内的空气量，机器人可以像人的肌肉一样弯曲和放松。软机器人是一个相对较新的概念。事实上，沙利文和菲茨帕特里克都是这个领域的新手。计算机工程师兼首席研究员JamesNeillan和联合首席研究员MattMahlin共同开发了这个实习生项目，以研究软性机器人在太空中的生存能力。创建执行器只是第一步。沙利文和菲茨帕特里克从归零地开始，研究这项技术如何在太空中用于组装和探索。从他们的调查中，他们希望能看到软机器人在未来的其他应用。要做到这一点，他们需要创造执行机构的设计和测试他们在一系列的实验。

作为研究人员，这两位实习生确定了关于执行器性能的四条研究方向：可移动性、连接性、平整度和成形性。基于这些特性，沙利文和菲茨帕特里克计划确定软机器人在太空探索和组装中的潜在用途和局限性。第一个是移动性，研究执行器如何移动。例如，在月球表面移动。连接，作为第二个关键属性，是至关重要的理解探索如何机器人将联锁和连接在一起。两个软机器人可以连接在一起，形成一个巨大的临时庇护所。第三个特性是水平，执行器如何成功地创建或调整所需的表面，比如临时填充月球栖息地模块下的空间。它不必是平坦的平原。它可以是其他一些表面形状，菲茨帕特里克说。最后，第四个特性是加强，它着眼于通过使用气囊加压来增加材料的强度。沙利文说：我们使用执行器让这个软机器人进入一个位置，然后用干扰技术把它锁定在一个位置。这种技术可以用来被动地加强另一种结构，比如防尘罩。我们认为这四件事是问题的关键。一旦我们能够在单独的单元测试中完成这些，我们就会想办法将它们结合起来，所以我们可能会将移动性和连接结合起来。苏利文解释道。菲茨帕特里克表示，他们希望在危险、肮脏或枯燥的情况下使用软机器人，帮助宇航员在太空和其他行星上生活时保持安全和高效。

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