能屈能伸能导电的“折纸”机器人

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本期前沿洞察又来啦，这期文章为大家带来这些新鲜技术：可以伸缩、拉伸还可以导电的金属材质软机器人；以不同方式触碰指尖，就可以操作计算机的可穿戴设备；可以创造软体机器人的“软机器人”算法......

一起来看看吧：

可伸缩、可拉伸、可导电的金属材质软机器人

折纸风格的软机器人通常由折叠的塑料或纸制成。为了使它们具有电子功能，必须将传感器和电路添加到其表面，使其体积更大、更重且灵活性更低。

这种新材料由新加坡国立大学的科学家开发，从纸开始，折叠成可伸缩的结构，就像手风琴的波纹管一样。然后将该结构浸泡在氧化石墨烯溶液中，浸入铂离子溶液（也可以使用金或银）中，在温度为800ºC（1,472ºF）的氩气中燃烧，然后在500 ℃的空气中燃烧ºC（932ºF）。

此过程产生的材料由70％的铂和30％的无定形碳（即灰分）组成。在最后一步中，将该材料浸泡在弹性体溶液中，以使其稳定。

成品是可折叠的、可拉伸的和柔性的，厚度仅为90微米。据报道，它的重量仅为纸的一半，但与纸或塑料不同，它是导电的。

此外，它可以承受高达800ºC的温度长达五分钟而不会燃烧，而且它会响应施加的电流而发热。这些特性可以使带有这种材料制成的“主干”机器人在危险条件下运行，并在需要时为自己除冰。

实验还表明，这种材料能够感应机械应力，并且由于它是自己的天线，因此可以使机器人彼此之间或与操作员进行无线通信。

科学家们现在正在研究使用便宜的金属（例如铜），并正在探索允许这种材料存储能量的方法，因此不需要单独的电池。他们希望这种材料最终可以用于搜索和救援机器人等应用或轻巧的修复设备中。

碰一碰指尖，就能操作计算机

滑铁卢大学的计算机科学家创造了一种可穿戴的计算机输入设备，使用者只需以不同方式让指尖触碰，就能操作计算机。

该设备叫做Tip-Tap，它通过射频识别标签（RFID）来感应指尖的触碰，价格低廉，无需电池，可以集成到手套中或作为临时纹身直接粘贴在皮肤上。在研究期间，科学家在食指上标注了人们触摸食指时最舒适的区域，并测试了输入点的不同设计，例如光滑、凹凸或磁铁。

在使用早期的“有线”原型测试性能基准之后，为了减去电池，研究人员将RFID标签的天线分为两部分，并在每侧配备三块芯片来实现二维的指尖输入，这是有史以来第一次有科学家这样做。

研究人员认为，该设备的典型使用场景之一就是手术室。只要将其添加到一次性手术手套中，外科医生就可以在手术室直接访问术前计划图，不再需要通过助手来帮助其访问电脑，也避免了因为自己用触摸屏或者鼠标而反复消毒，从而提高手术效率。

为创造设计软机器人打基础的优化“软机器人”算法

当前，软性机器人的研究热潮仍在延续。最近，麻省理工大学的研究人员发明了一种方法，可以有效地优化用于目标任务的软机器人的控制和设计。这在过去一直是一项艰巨任务，因为软机器人具有弹性、柔韧、可拉伸的主体，这些主体在任何给定时刻基本上可以通过计算以无数种方式移动，因此对其进行编程让它以最佳方式做某件事很难。

为了使整个过程更容易且计算量更少，MIT研究团队开发出一种方法，可以简化代表性“低维”模型，让机器可以根据环境物理学和自然方式优化运动。不过，该团队仅在模拟环境中对该算法进行了演示，但与目前使用的更为复杂的方法相比，它在机器人编程运动的速度和准确性方面均取得了显着改进。

将来，研究团队希望将其优化方法从仿真中带入实际测试中，从头到尾全面开发软机器人。

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