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通常情況下，當(dāng)我們想到機(jī)器人時(shí)，我們會(huì)條件反射到由剛性塑料或金屬制成的機(jī)器，如通常在工廠環(huán)境中使用的類型。雖然剛性機(jī)器人確實(shí)有其用武之地，但在有些情況下，軟性機(jī)器人也更有用。今天，大量的研究正被投入到創(chuàng)建軟體機(jī)器人中，普林斯頓大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種新的方法來制造它，這被稱為泡沫鑄造。
大學(xué)的研究人員將他們的方法描述為利用"花式氣球"，這種氣球在充滿空氣時(shí)可以預(yù)測(cè)地改變形狀。他們的新方法是將氣泡注入液體聚合物中，使材料凝固并充氣，使其能夠彎曲和移動(dòng)。利用這種方法，研究人員已經(jīng)創(chuàng)造了抓手、拍打的魚尾和其他裝置，最終目標(biāo)是利用他們的新方法來創(chuàng)造新型的軟體機(jī)器人。
軟體機(jī)器人在某些情況下特別有用，如挑選訂單并將其放入箱子和其他任務(wù)。軟體機(jī)器人也被認(rèn)為更適合于它們將與人類一起操作的情況。剛性機(jī)器人給人類帶來了巨大的傷害風(fēng)險(xiǎn)，而利用軟性機(jī)器人則可以消除這種風(fēng)險(xiǎn)。剛性機(jī)器人通常也無法處理特別脆弱的物品，如水果、蔬菜或雞蛋。
軟體機(jī)器人在未來也有望在醫(yī)療保健領(lǐng)域占有一席之地，其潛在的使用場(chǎng)景包括幫助康復(fù)的可穿戴外衣，等等。設(shè)計(jì)軟體機(jī)器人最困難的方面之一是如何控制其拉伸和變形的方式。軟體機(jī)器人的拉伸和變形方式控制著它們的運(yùn)動(dòng)方式，而且它們擁有以多種方式移動(dòng)和擴(kuò)展的潛力。
普林斯頓大學(xué)創(chuàng)造的方法依賴于一種叫做彈性體的液體聚合物。彈性體冷卻后成為一種橡膠和彈性材料，并通過注射到一個(gè)模具中而被塑造。該模具可以有無數(shù)種形狀，包括簡(jiǎn)單的飲管或復(fù)雜的形狀，如螺旋形和其他。接下來，研究人員將空氣注入液體彈性材料，形成一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的氣泡，擴(kuò)大模具的長(zhǎng)度。
重力使氣泡上升到頂部，彈性體排到模具的底部，一旦它變硬，就可以取出來，用空氣進(jìn)行充氣。當(dāng)用空氣充氣時(shí)，有氣泡的一面會(huì)伸展并卷曲到較厚的底座上。軟體機(jī)器人如何變形是通過控制在固化過程中允許多少時(shí)間排氣來控制的，這樣可以讓彈性體更多地固化，在頂部形成更薄的薄膜。
這層薄膜越薄，充氣時(shí)發(fā)生的拉伸就越多，帶來更多的彎曲能力。研究人員可以控制各種因素，包括彈性材料在模具中冷卻的厚度，彈性材料沉降到模具底部的速度，以及允許固化的時(shí)間，這些都決定了彈性材料在完成后如何移動(dòng)，流體力學(xué)正在為他們做這些工作。
其中一個(gè)更有趣的設(shè)計(jì)是上圖中的星形。當(dāng)它被充氣時(shí)，星形的手臂創(chuàng)造了一個(gè)有效的抓手，能夠抓住物體進(jìn)行提升。研究人員還設(shè)計(jì)了能夠抓取黑莓的軟手，一個(gè)像肌肉一樣收縮的線圈，以及能夠在空氣作用下單獨(dú)卷曲的手指。研究人員指出，他們可以使用他們所說的任何人都可以使用的方程式來預(yù)測(cè)一個(gè)形狀將如何移動(dòng)。還值得注意的是，他們的方法不需要3D打印機(jī)或其他昂貴的工具。
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