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3个手指打出《超级马里奥》刊登在Science子刊-量子位上

我见过机械手捏罐子,把“核桃”做成盘子,玩魔方…

你看过超市马里奥吗?

下面是只有3根手指的机械手,操纵着“冷静下来”的游戏手柄马里奥顺利通过了第一关。

ps.你是不是有点看不到手指的动作。扩大版:

与魔方相比,它并没有那么酷,但仔细一看,这款机器人并不是传统的金属等材料,而是由塑料、橡胶等材料三维打印而成的“软”机器人。

是的,是软件,里面不包含金属机械手的装置。

那么,它是如何控制“自己”完成游戏的呢。

?成果刊登在科学杂志上

流体控制机器人

你可能会认为它是由流体控制造成的。

使用了包括流体二极管、“常闭”/“常开”流体晶体管在内的几个三维流体回路元件,与刚性机器人相比,该材料的结构更易于制造、操作、更灵活,控制不太大的游戏按键玩超级马里奥完全没有问题。

流体晶体管:一种在室温下呈液态的金属合金,将其注入橡胶中后,制成像天然皮肤一样柔软、富有弹性的晶体管。

使用流体晶体管的另一个优点是,每个手指不配备控制线,只需施加压力变化,每个手指就可以独立移动(也有只有四个手指联动的机器人)

超级马里奥游戏能够通关,是为了通过研究人员设计的集成流体回路,通过控制程序设定不同的压力值,控制机器人整体的关键运动。

例如,施加低压力时,食指按下按钮使马里奥前进,施加高压时使马里奥跳跃,中压行驶。

下图为手指内部结构,由流体晶体管和可浮动盘组成,通过内部液体合金的流动控制电路的开闭。

△B为正向流动回路,C为反向,D为压力与流动的关系

简而言之,随着施加压力的大小变化,手指内部的流体晶体管内的流体体发生变化,从而影响可动圆盘的位移大小,不同的膨胀度对指尖施加不同的向下运动的力,最终控制回路完成手指的动作。

选择超级马里奥游戏测试效果的,研究人员表示

但是,软关节组件在执行“充气”和“排气”过程时会出现时间延迟,因此在设计程序时必须考虑这一因素。

几个小时就可以打印出一只

另一个优点是,一个机器人不需要几周的时间就可以在几个小时内完成3D打印。

他们采用PolyJet 3D打印技术,逐行打印流体通道、软管接头等,逐层进行。

PolyJet以接近二维喷墨打印的方式工作,挤出机将所选光聚合物材料的微滴沉积在印刷床上,然后用紫外光固化。它可以印刷出自然光滑的表面,这意味着它可以大大减少在后处理中进行额外抛光和抛光的工作量。

打印完成后,只需花费10分钟以上手动去除水溶性支架材料,即可获得最终产品。

与传统刚性机器人相比,软体机器人/机械手往往具有较高的安全性和灵活性,能够进行刚性机器人无法完成的操作,这激发了许多人对如何应用于假肢和生物医学设备等进行研究的兴趣。

据估算,该机械手的印刷成本约为100美元。团队希望印刷方法开源,加速这一领域的发展。

论文地址:https://advances.sciencemag.org/content/7/29/eabe5257

参考链接:https://arstechnica.com/science/2021/07/this-3d-printed-soft-robotic-hand-beat-the-first-level-of-super-mario-bros/comments=1