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新型变形材料可以像机器人一样移动
2022年07月23日    阅读量:415    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

工程师们开发了一种新型智能纺织品,可以改变形状,将二维材料转变为三维结构。

新南威尔士大学悉尼生物医学工程研究生院和Tyree Foundation Institute of Health Engineering(Tyree Ihealth)的团队在Thanh Nho Do博士的领导下,生产了一种由微小的软人造“肌肉”构成的材料鈥攚这是一种长硅管,充满流体,通过液压装置操纵其移动。

这些人造肌肉被传统纤维的螺旋线圈包围,可以根据其初始结构进行编程以收缩或扩张成各种形状。

该研究团队在科学报告和软机器人技术中发布了他们的最新发现,他们表示,这种新型智能纺织品可能在许多不同领域有广泛的应用。

这些可能包括在医疗和健康场景中用作压缩服,作为需要帮助移动的人的可穿戴辅助设备,甚至作为可以帮助被困在密闭空间中的人康复的变形软机器人。

活性织物

新南威尔士大学医疗机器人实验室团队的智能纺织品可以附着在现有的被动材料上,也可以将人造肌肉与传统纱线交织在一起,形成一种主动织物。

Scientia高级讲师Do博士说:“这些‘智能流体纺织品’利用了液压的优势,增加了快速反应、重量轻、高柔韧性和小尺寸的软人造肌肉。实际上,我们赋予了我们的智能纺织品与人类肌纤维完全相同的伸缩能力。”。

“我们的智能纺织品可以编程来执行各种所需的运动和变形,例如从2D到3D的形状转换结构。这种材料具有显著的优势,因为它由微型软人造肌肉制成,提供了一种薄、灵活和高度一致的结构。

“我们建议,它可以用于开发新的医疗压缩设备,例如,低姿态,并导致更好的医疗结果。血液循环不良的患者可以受益于智能服装,合同适用于所需的压力浅静脉和协助血液供应。

“运动员还可以使用压缩服以更快的速度恢复,并减少训练后的肌肉酸痛,我们的智能纺织品有潜力用于该领域。我们设想,我们的材料可以用于开发软外骨骼,使残疾人能够再次行走或增强人的表现。

“该领域的大多数现有技术仍然基于刚性机器人套装,但我们希望能够创造出一种轻巧、柔软的外骨骼,其外观和感觉就像紧身裤,可以像普通衣服一样穿着。这样可以帮助那些行动不便的人行走。”

软机器人

除了可穿戴设备之外,该团队鈥攊包括新南威尔士州医疗机器人实验室的博士生,包括该研究的第一作者Phuoc Thien Phan及其合作者、生物医学工程研究生院院长兼Tyree Ihealte主任的Scientia教授Nigel Lovell,以及机械与制造工程学院的Hoang Phoung Phan博士鈥攁我们还对开发能够执行一系列有用任务的所谓软机器人的机会感到兴奋。

Phuoc Thien Phan说:“传统机器人在结构化环境中工作时很有效,但它们相当僵硬,在处理变化环境的未知环境时会遇到问题。”。“普通机器人无法改变形状或以二维平面材料开始,以进入小空间,然后变形为三维物体。”

Scientia教授奈杰尔·洛弗尔(NigelLovell)说:“利用我们的智能纺织品的软机器人可以变形,并可以作为起重机构,例如在将人们从倒塌的建筑物或其他危险环境中营救出来时,或者作为软管夹持器鈥攊在我们的实验中,我们可以举起大约346倍于材料自身重量的物体。"

新南威尔士大学团队围绕这项新技术提出了一项专利合作条约(PCT)申请,并正在继续进行进一步的开发,包括集成软微型泵和无线通信模块,以实现无约束系统。

关于智能压缩服、可穿戴辅助设备和软触觉界面的临床验证也在进行中。

这种新型智能纺织品也有可能帮助衰竭的心脏在身体周围泵血,特别是如果它可以自动与心跳同步以增强心脏功能的话。

标签:机械应用技术中心医用机器人
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