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麻省理工研發(fā)全新人工肌肉提升微型飛行機器人性能

2021-12-16 22:55:21 來源：cnBeta.COM

麻省理工學院的研究人員已經(jīng)展示了微型無人機，它們能夠以昆蟲般的敏捷和彈性四處飛奔，最終可以執(zhí)行一些特定任務。推動這些微型機器人的軟性致動器非常耐用，但它們需要比類似尺寸的剛性致動器高得多的電壓。

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現(xiàn)在麻省理工學院研究人員開創(chuàng)了一種新的制造技術，使他們能夠為空中微型機器人生產(chǎn)低電壓、高功率密度、高耐久性的軟驅動器。這種制造技術產(chǎn)生了低電壓、功率密集的人工肌肉，提高了飛行微型機器人的性能。其工作電壓比目前的版本低75%，同時攜帶的有效載荷多80%。這些軟驅動器就像人工肌肉一樣，可以快速地扇動機器人的翅膀。

這種新的制造技術生產(chǎn)的人工肌肉缺陷較少，這大大延長了部件的壽命，并增加了機器人的性能和有效載荷。這為在未來過渡到在微型機器人上安裝電力電子裝置開辟了很多機會。這種長方形的微型機器人，重量不到四分之一，有四組翅膀，每組翅膀都由一個軟驅動器驅動。

這些類似肌肉的致動器是由兩層彈性材料制成的，它們被夾在兩個非常薄的電極之間，然后被卷成一個柔軟的圓柱體。當電壓被施加到致動器上時，電極擠壓彈性體，而這種機械應變被用來扇動機翼。執(zhí)行器的表面積越大，需要的電壓就越少。

因此，研究團隊通過交替使用盡可能多的超薄彈性體和電極來構建這些人工肌肉。隨著彈性體層越來越薄，它們變得更加不穩(wěn)定。研究人員首次能夠制造出一個有20層的致動器，每層的厚度為10微米（約為一個紅細胞的直徑）。但他們不得不重新發(fā)明部分制造工藝來達到這一目的。

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