“固體煙”讓機器人更加溫柔
2011-03-29 10:33
機器人可以解開拼圖、協助手術,還可以做護士,可是如果讓機器人把薯片完完整整地遞過來,它們還是做不到。這是因為機器人的手不夠敏感。而一種叫做“固體煙”的新材料可以應用在機器人的皮膚上,使得它們的觸碰更加柔和。
帶領材料開發團隊的中佛羅里達大學的化學副教授翟磊(音)說:“這是一種非常輕的碳納米管材料。”翟磊和他的團隊通過用新的方法將納米管融合在一起來創造了這種氣溶膠。
碳納米管有很多優點:強度高、可導電、并有巨大的表面積。但是巨大的長徑比決定了碳納米管通常會聚集在一起。翟磊將它們比作粘在一起的筷子:“如果想用,就必須把它們分開。”
UFC找到了分開碳納米管,同時保留它們的特性的方法。用這種方法得到的“固體煙”氣溶膠有良好的彈性和導電性,正是理想的制造傳感器的材料。翟磊指出,這種材料的敏感程度可以測量出1 帕斯卡的壓力。他說他期待著將這種材料應用在機器人外科手術上。
目前,小型機械手可以抓住工具,并進入病人的身體,并切除組織。但是控制切除的深度和力度是一件困難的事情。
翟磊說:“目前所有的壓力傳感裝置都只能感應很大的壓力,所以不能用于精細和復雜的手術。”這種氣溶膠可以覆蓋在機械手上,起到皮膚的作用。
材料的巨大表面積、彈性、低密度以及高導電性使得它也可以用于儲存能量。科學家認為這種材料的出現可以帶來更高效的電池和超級電容器。翟磊的團隊最近在ACS Nano 上發表了一篇關于這種氣凝膠的文章。
翟磊說他和他的同事正在尋找合作伙伴。他們正在與大學的納米科學技術中心的專家合作,開發機器人應用,這些應用可以幫助患者完成諸如打開水瓶這樣的工作。
ChrisLi 是德雷塞爾大學的材料科學和工程學副教授,也是納米管組裝結構的專家。他說翟磊的材料有很好的設計。
Li說:“納米管已經被用于各種生物傳感器中。你可以把它想象成智能腳手架。我希望通過使用更小的納米管,他們能夠得到更大的表面積并開發更多的傳感應用。這是一個很新奇的概念。”
翟磊說這一材料已被應用于外科手術機器人、化學檢測和能量存儲。“你看過那部叫做《碟中諜》的電影嗎?”從那些難以置信的傳感器來看,主角肯定是潛入了CIA 的總部。翟磊說:“我們的傳感器就類似于電影里的那些。”