金泽大学的研究人员最近开发了一种基于润滑效果的减摩系统，该系统可能具有有趣的软机器人应用。
在泰勒和弗朗西斯（Taylor＆Francis）的Advanced Robotics杂志上发表的一篇论文中介绍了他们的系统，该系统可以帮助开发可以在干燥和潮湿条件下有效操纵物体的机器人。
从事这项研究的研究人员之一的渡边哲（Tetsuyou Watanabe）对TechXplore表示：“我们先前开发的柔软机器人手的表面纹理或皮肤在干燥和潮湿条件下都具有很高的摩擦力中国机械网okmao.com。” “但是，这种高摩擦力使几种操纵方式（包括释放和滑动）变得困难。
在某些情况下，被抓的物体会粘在表面上。为克服此问题，我们开发了一种使用润滑剂的新型减摩擦系统。”
渡边和他的同事在开发系统时，从人类行为中汲取了灵感。他们观察到，在超市里，人们经常舔手指打开塑料袋或容器。尝试拾纸或翻书时也执行类似的操作。
研究人员发现，这种“手指舔”行为在中老年人中尤为常见，因为衰老通常会导致皮肤干燥。另一方面，年轻人在尝试操纵塑料或纸张时通常不需要舔手指，因为年轻人可以通过身体的出汗机制自动控制皮肤的摩擦。
渡边说：“当然，舔手指的目的是要获得高摩擦力，而这与我们的目的（即减少摩擦力）完全不同。” “但是，通常润滑剂的目的是减少机械系统中的摩擦。因此，我们考虑了类似于人的汗液控制的减少摩擦系统的可能性。”
研究人员构建了一个机械指尖，该指尖的表面有缝隙。当润滑剂（例如乙醇）注入这些狭缝的边界周围时，它们会通过毛细作用渗透到整个表面。
乙醇注入前后的指尖。渡边说：“我们利用了包括纹理在内的薄表面积，该系统不仅可以在刚性物体上而且可以在可变形物体上工作，而不会失去对物体形状的适应性。”
“因此，我们系统的主要优点是可以在保持表面变形性和适应性的同时控制表面摩擦。这意味着开发的系统可以安装在具有软体的机器人上。”
近年来，由于其高可变形性和适应性，软体的使用在机器人技术中变得越来越流行。例如，软机器人可以在周围环境中更自由地移动，而在撞到墙壁或障碍物时不会造成广泛的破坏。此外，柔软的机械手在握住物体时可以适应物体的形状，从而可以实现更高级的操纵策略。
Watanabe补充说：“我们系统的另一个主要优点是它可以在干燥和潮湿的条件下工作。” “因此，这对于在人类环境中工作的机器人非常有用，因为家务劳动是在这两种条件下进行的。”
研究人员将他们的系统嵌入到机器人的指尖中，并通过一系列涉及抓握和释放物体的实验来评估其性能。他们的发现表明，他们开发的润滑技术可以有效地减少在潮湿和干燥条件下的摩擦。
渡边说：“正如您从舔手指的人类行为中可以想象到的那样，水会增加摩擦，在某些情况下还会使皮肤粘在表面上。” “相反，乙醇减少摩擦。减少摩擦的重要因素是与毛细作用力（即表面张力）密切相关的扩散系数。”
在这种情况下，低的毛细作用力使液体易于在整个表面上扩散。使用毛细作用力低的乙醇，研究人员能够减少摩擦并轻松地在指尖的整个表面上涂抹润滑剂。乙醇的另一个优点是挥发性高，可显着缩短生产时间。
Watanabe补充说：“我们还观察到，为了促进我们系统的功能，表面不应完全光滑。” “稍微粗糙或不平坦的表面可以进一步改善其功能。”
机器人很快可以在各种环境中为人类提供支持，例如帮助他们做家务或提供护理。由于这些任务通常在干燥和潮湿条件下执行，因此研究人员的减摩系统可能会非常有用。
渡边说：“处理和操纵对象是我们研究的主要目标，然后包括这些动作在内的任务就是目标应用。” “一些例子是折叠衣服，做饭，洗衣服等。”
将来，渡边和他的同事开发的润滑系统将为软机器人的发展提供信息，这种机器人可以在干燥和潮湿的环境中更有效地操纵物体。研究人员现在正在计划进一步的研究，旨在描绘和扩大其系统的可能应用。
渡边说：“目前，我们只将指尖与我们的系统结合在一起。” “下一步，我们希望将摩擦控制系统应用于机械手。此外，该系统的应用仍不清楚，因此我们希望概述用于实际操作（例如折叠或烹饪）的适当方法。”