具有自我修復能力的「機器人皮膚」 連金屬都能癒合

2021-01-09 騰訊網

本文由騰訊數碼獨家發布

在我們的印象中,大多數傳統的機器人都是非常堅硬,而且動不動就容易損壞同時很難修復。但現在已經有科學家決心給這些機器人配上更厚的「皮膚」,來提高他們的「身體素質」。之前科學家們已經嘗試了各種柔軟的、可變形的電路板,這種電路板非常靈活,能夠減少開支和成本,但同樣也要面臨容易撕裂和破損的風險。而最近出現的一種新技術,可以在解決這個問題方面取得非常顯著的進展。

卡耐基梅隆大學的研究人員最近已經找到了一種方法來解決工程機械電子設備在使用軟性材料時容易出現表面損傷和電氣化故障的問題。就像之前類似的研究一樣,這種方法涉及到了一種聚合物。研究負責人Carmel Majidi和他的團隊為了能夠製造出一種既靈活又有一定抵抗損傷能力的材料,將一種基於鎵的金屬合金液體注入到柔軟的彈性外殼中。

從本質上來說,這是一種固體、液體混合材質,可以伸縮、絕緣,甚至在多次損壞的情況下自動修復。通常來說,其它大多數具有自愈特性的電子產品就要暴露在高溫下,同時增加溼度或通過手動重新組裝來恢復「健康」,但這種金屬彈性體複合材料能通過形成新的電子通路來自我修復。

Majidi表示,這種複合材料背後的靈感來自於神經系統的自我再生能力。不過它並非是完全模仿神經系統的可塑性。這種金屬彈性體在可穿戴計算和充氣飛艇上有可用的前景,以保護電線免受潛在傷害,但對機械或結構損壞卻沒有這樣的保護。並且最終的目標是創造一種材料,幫助機器人抵禦電和結構缺陷,更安全地與人類互動。

—— 分享新聞,還能獲得積分兌換好禮哦 ——

相關焦點

  • 國產超級皮膚靠分子間「磁力紐扣」自動癒合
    本文轉自【科技日報】;本報記者 陳 曦 通訊員 焦德芳 科幻電影《終結者2》中的液體金屬殺手機器人擁有不死之身,每當身體遭受槍擊時都能自動癒合。這種神奇自動癒合能力如今已不只存在於科幻世界中,日前,天津大學張雷、楊靜團隊研發的「全天候自癒合材料」,無須藉助任何外界幫助,能在嚴寒、深海和強酸鹼等極端條件下,實現全天候快速自癒合,有望成為機器人、深海探測器和極端條件下各類高科技設備的「超級電子皮膚」。相關成果發表在國際權威期刊《自然·通訊》上。
  • 人造皮膚不僅能自己癒合,還能像真皮膚一樣感知冷暖?
    這種皮膚是一種新型聚合物,具有彈性和防水性能,如果被刮傷、割傷或扭曲,或者在電導率和化學傳感能力中斷的情況下,它可以自愈。據Khatib解釋,人造皮膚被賦予了兩種全新的機制,一種是內在修復機制,用於損傷的有效自我修復癒合能力,這種功能是通過在聚合物表面嵌入銀納米線或碳納米管的方式實現的
  • 一種「神奇」的再生因子:或能讓皮膚擁有新生兒般的自我修復能力
    北京時間9月30日,發表在《eLife》上的一項新研究中,來自美國華盛頓州立大學(WSU)的研究團隊發現了一種再生因子,它可以讓成年小鼠具備如新生兒皮膚的再生能力一樣實現皮膚自我修復,而且不會干擾發育和體內平衡人和小鼠皮膚的整體結構和複雜性非常相似,因此小鼠皮膚可以成為研究皮膚發育和傷口修復的有用模型。這一發現對傷口治療和預防皮膚的某些老化過程具有重要意義。
  • 可自我修復,可回收和可重構的液態金屬可穿戴電子皮膚
    可自我修復,可回收和可重構的液態金屬可穿戴電子皮膚同濟大學航空航天工程與應用力學學院,美國科羅拉多大學博爾德分校與北京航空航天大學材料科學與工程學院聯合科研團隊研究人員正在開發一種"真正可穿戴"的可穿戴電子設備,這是一種受人體皮膚啟發並粘在皮膚上的可拉伸且可完全回收的電路板
  • 探測到一種「神奇」因子:或能讓皮膚擁有新生兒般的自我修復能力
    北京時間9月30日,發表在《eLife》上的一項新研究中,來自美國華盛頓州立大學(WSU)的研究團隊發現了一種再生因子,它可以讓成年小鼠具備如新生兒皮膚的再生能力一樣實現皮膚自我修復,而且不會干擾發育和體內平衡。
  • 專訪| 蕢綱:當傷口失去自我癒合的能力
    蔣美琴 上海第九人民醫院 生命有神奇而強大的自我修復能力,當我們不小心受傷,身上出現小傷口的時候,機體會自己慢慢將傷口修復,逐漸癒合。大而嚴重的創傷,經過手術縫合之後,也能自己慢慢癒合。
  • 新材料趨勢:自我癒合
    >一種新型塑料,將與氧氣接觸作為反應的觸發機制,當子彈或其他彈射物擊穿它破損後瞬間自我癒合。新型塑料可在破損後瞬間自我癒合自愈型膠水可修復表面劃痕和裂紋碳基化學混合物所製成的自愈型膠水可修復表面劃痕和裂紋
  • ...這個植入「迷你大腦」的AI機器人,可感知疼痛,還能自我癒合
    機器人「受傷」後,也需要進行「自我修復」。而這項功能同樣被NTU團隊的最新研究攻破了,他們所研發的「迷你大腦」,可以讓機器人像人類一樣感知外界施加的「疼痛,並修復輕微損傷,不需要人工幹預。「碰疼了」會躲的機器人人類感受到疼痛的第一反應是躲避,機器人也一樣。
  • 新型自愈材料只需1秒便能自我修復
    國內外科學家們一直在不停地研究新型材料,自愈型材料更是研究重點,它將識別損害的出現,並立即進行自我修復。這種自癒合能力將大大延長太空船的使用壽命。近日受魷魚啟發,科學家們聲稱他們的自愈材料自愈能力要比大多數材料更快,只需要 1 秒就能自我修復。
  • 可編程活體機器人被美國攻克,能自我修復,未來或被用於戰爭
    電影《終結者》裡面機器人的構思讓人驚嘆,但是機器人的材料還停留在金屬和納米層面,而這次攻克的活體機器人將是全生物形態。該研究由美國國防高級研究計劃局發起的,該局是監督軍事技術發展的聯邦機構。未來的武器可能不再是子彈或者核武器了,新形態的攻擊武器或將出現。
  • 新型塑料「長血管」能自我癒合
    不用擔心,最新研發的「自我癒合」塑料能幫你解決煩惱。美國伊利諾伊大學香檳分校(UIUC)的科學家5月9日在《科學》上發表文章,宣布受到人體血管的啟發,成功研發出有自我癒合功能的塑料,能在20分鐘內自我填補直徑達35毫米的「傷口」,並在3個小時之內復原,堅固程度達到受損之前的62%。其修復能力相當強大,大約是過去同類產品的100倍。
  • 液態金屬機器人:從神經修復開始
    沒錯,就是那個身體呈液態,被打穿之後能迅速自我修復的液態金屬機器人。 今天要介紹的高科技與它有關,當然,以目前的技術水平,還做不到它那種變態的修復能力,不過好消息是,我們正在接近中。 最近,由劉靜研究員帶領的中科院物理化所與清華大學聯合研究小組,提出了一種全新原理的液態金屬神經連接和修復技術。
  • 機器人是活體的還能自我修復?地球離變成異形世界還有多遠
    最近一條關於「活體機器人」的新聞刷爆了小編所在的科學圈子。美國的兩所大學聯合團隊研製出了一款具有「生命」的活體機器人,甚至可以這樣認為,叫機器人已經不合適了,所以英文名字被叫做「Xenobots」。不僅如此這個「Xenobots」還有一定的自我修復能力,假如科學家將「Xenobots」切成兩半,它還能夠自我癒合,恢復正常工作。與傳統的無機高分子材料或者金屬合金形成的機器人不同,「Xenobots」完全是由有機物構成的,廢棄後在自然界中降解得非常快,基本不會形成任何的環境汙染。
  • 未來的軟機器人可能依賴於能夠導電,損壞和自我修復的新材料
    過去,機器人只能在工廠進行繁重的工作或進行精細的工作。現在,波士頓動力公司靈活的四足機器人Spot可供公司租藉以執行各種實際工作,這標誌著近年來人機之間的普通交互已經變得多麼普遍。儘管Spot具有通用性和魯棒性,但它卻被社會視為傳統機器人,即金屬和硬塑料的混合物。
  • 德美研發快速自修復生物材料
    來源:科技日報近日,德國馬克斯·普朗克智能系統研究所和美國賓夕法尼亞州立大學的科學家聯合研發一種生物合成蛋白材料,通過強化串聯重複多肽的癒合性能,成功解決了自修復軟材料目前的局限性。該研究有望在軟機器人領域獲得重要應用,相關成果發表在近日的《自然材料》雜誌上。 自修復材料是一類擁有結構上具有自癒合能力的智能材料。
  • 可自我癒合的混凝土
    微生物學家亨克·楊克斯(Henk Jonkers)就想,為什麼建築物不能自己癒合呢?由荷蘭科學家研發的新型混凝土 將生產石灰石的細菌嵌入其中,這一自我修復的混凝土即將上市。這些細菌將乳酸鈣變成了方解石(石灰石裡的一種成分),這樣就把裂縫修復好了。這一創新,將會解決世界上最普遍的建築材料——混凝土長久以來存在的問題。混凝土在施工過程中常會出現小裂縫。這些裂縫不會立即影響建築的結構穩定性,但會引起滲水的問題。滲水最終會腐蝕混凝土中的鋼筋,最後將造成建築倒塌。有了自我癒合的技術,這些小裂縫便能即刻得到修補,延緩未來的漏水現象,並降低隨之而來的維護的高昂費用。
  • 德美研發快速自修復生物材料
    自修復材料是一類擁有結構上具有自癒合能力的智能材料。近年來,人工合成的自修復生物材料越來越受到科學家的關注,其靈感來自於在受傷後能自我修復的生物系統。  目前,科學家合作研發一種高強度合成蛋白,可以在很短的時間內自我修復微觀和宏觀的機械損傷,完全恢復其結構和性能,並且具有可編程的癒合特性。這種癒合性能為生物啟發性材料設計提供了新的機會,並解決了目前用於軟機器人和個人防護設備的自修復材料的局限性。  賓夕法尼亞州立大學的德米雷爾教授說,我們改變了章魚觸手蛋白質的分子結構,以便將材料的自我修復能力發揮到極致。
  • 神奇的液態金屬機器人:從神經修復開始
    沒錯,就是那個身體呈液態,被打穿之後能迅速自我修復的液態金屬機器人。  今天要介紹的高科技與它有關,當然,以目前的技術水平,還做不到它那種變態的修復能力,不過好消息是,我們正在接近中。  最近,由劉靜研究員帶領的中科院物理化所與清華大學聯合研究小組,提出了一種全新原理的液態金屬神經連接和修復技術。
  • 《Nature》發布華裔美國最優秀化學家之一鮑哲楠教授最新成果,電子皮膚受損後自我癒合取得突破進展
    皮膚作為人體最大的器官,不僅具有壓力、溫度等觸覺系統,還具有柔軟、可拉伸、自我修復等多種特性。近日,鮑哲楠團隊關於「自癒合彈性半導體」的論文在Nature上發表,史丹福大學的一組研究人員製作出了像人體皮膚一樣可以拉伸、形成褶皺、自我癒合的半導體,能夠用於可穿戴設備
  • 新型電子皮膚,可自行修復可循環利用
    點擊查看 相信很多人都看過電影《終結者》,裡面有個場景,大BOSS被槍擊後,皮膚竟然幾秒鐘就能痊癒如初。如今,這項「黑科技」幾乎已變成現實,雖然沒有電影裡那般玄幻,但科學家發明的這種「電子皮膚」可塑性好,能夠自我修復且完全可回收。