美国陆军研究实验室和麻省理工学院比特与原子中心的研究人员创造出一种将材料与独特机械性能连接起来的新方法,为未来利用机器人制造军用机器人提供了可能。
该方法使用离散格架结构或类似乐高的系统,构造各种类型的机械超材料,从而设计出模块化结构,并使其具有适合特定应用的独特性能。这类似于动画电影《超能陆战队》中将一群微型机器人连接在一起,形成可以想象到的任何结构。这些模块化结构以及由此产生的材料可形成动态结构,能够自行进行配置。例如,一群机器人可以形成一座桥梁,让部队越过河流,提高机动性和士兵及装备的生存能力。
该研究成果发表于《科学进展》上,论文讨论了模块化结构的设计,并介绍了一种系统,该系统可使陆军能够建造各种具有独特性能的机器人,如吸收冲击能量;还可展示一系列令人惊奇的有用特性,包括极高的刚度、韧性以及位移与旋转之间的独特耦合性能。
这种独特的机器人构造系统基于高性价比的注射成型和离散点阵连接技术,能够快速组装成宏观尺度的结构,这种宏观尺度的结构可以集成以下四种材料的特性:刚性材料、挠性材料、拉胀材料以及手性材料或者不对称材料。与传统超材料相比,由此产生的宏观结构材料可以构建出规模高出几个数量级的结构,而成本只是传统超材料制造技术的一小部分。
该研究的下一阶段将探索新系统所创造的设计空间,目标应用包括模块化软机器人、抗冲击结构以及按需快速构造。
转自:https://www.163.com/dy/article/FUPAD1P70514R9MJ.html