一、類人機(jī)器人的皮膚有什么用
隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,人類對(duì)仿真機(jī)器人的需求也越來越高,這不僅是因?yàn)椋瑱C(jī)器人可以完成人類無法完成的任務(wù),還因?yàn)闄C(jī)器人可以模擬人類的外表和動(dòng)作,讓人類更容易接受它們。
但是我們現(xiàn)在,一想起機(jī)器人,首先聯(lián)想到的還是冰冷的金屬表面。為了讓機(jī)器人更加接近真實(shí)的人類,在“皮膚”這個(gè)角度上可得下下功夫。
仿真機(jī)器人皮膚主要是為了讓機(jī)器人更像人,對(duì)于仿真機(jī)器人來說,外表越像人,給人的感覺就會(huì)更有安全感和真實(shí)。
二、仿真機(jī)器人的皮膚是用什么做的
現(xiàn)階段,可用于機(jī)器人仿真皮膚的材料并不多,主要是硅膠、TPE材料、水凝膠、柔性電極材料等,其中硅膠已經(jīng)被應(yīng)用,TPE材料還未被生產(chǎn)商使用,水凝膠、柔性電極材料屬于潛在的在研產(chǎn)品。
1、硅膠
硅膠是熱固性的一種彈性體。目前,機(jī)器人皮膚覆層材料以硅橡膠為主,也叫做人體硅膠、加成型硅膠、雙組分加成型硅膠。由兩部分組成:A組分是硅膠,B組分是固化劑;兩組分按一定的份額混合配比。產(chǎn)品為無色或皮膚色油狀液體,硫化后變成柔軟的彈性材料。
硅膠是作為人體仿真材料最常見的材料,硅膠材料不僅手感優(yōu)異,而且各項(xiàng)耐溫效果也很明顯,但是硅膠材料由于其加工的工藝相當(dāng)復(fù)雜,所以成本相對(duì)來說比較昂貴。因此,單個(gè)仿真硅膠機(jī)器人的造價(jià)較高,市場(chǎng)需求量相比其他服務(wù)型機(jī)器人較少。
2、TPE材料
TPE是一種熱塑性彈性體,具有環(huán)保無毒,易著色,手感爽滑柔軟,硬度范圍0A-120A,加工成型簡單,不需要硫化加工,可以循環(huán)再生利用,降低成本。目前,TPE作為第三代橡膠在世界各地取得了極為迅猛的發(fā)展。TPE材料是介于橡膠與塑料之間的人造合成材料,它具有橡膠的各項(xiàng)特性,也具有塑料的各項(xiàng)加工性能,但是市場(chǎng)上的服務(wù)仿真機(jī)器人的皮膚還沒有使用TPE材料。
3、水性高分子凝膠
由于兼有柔軟性和彈性,水凝膠有著廣泛地應(yīng)用范圍,其中之一是作為傷口敷料,被放置在皮膚的創(chuàng)傷處,潮濕的水凝膠能夠起到防止傷口干燥、感染,緩解疼痛的作用,另外,水凝膠本身不會(huì)黏附在皮膚表面,移除時(shí)也不會(huì)對(duì)皮膚造成二次傷害。
水性高分子凝膠中95%的成分都是水,柔軟光滑,所以能和人體高度相容。此外,由于它的表面覆蓋著一層薄薄的彈性體,因此可以像人體皮膚一樣,牢牢鎖住凝膠里的水分,讓它長久保持水潤親膚。不僅如此,它還是一種優(yōu)良導(dǎo)體,能植入一系列電子設(shè)備。
4、柔性電極材料
此“人造皮膚”其實(shí)是一種獨(dú)特的電子元件,它利用敏感的電子材料制成,可以被拉伸,能夠感受到微小的壓力帶來的電流變化。這種人造皮膚的材料是一種高分子材料,稱為“柔性電極材料”。它不僅具備高柔韌度的拉伸性,還和人類皮膚一樣能自我修復(fù),同時(shí)可以進(jìn)行生物降解。
這種如皮膚般柔軟的塑料電子材料不僅看上去像人類皮膚,而且與皮膚一樣能夠高度感知類似小飛蟲的壓力。這種材料具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值,如果運(yùn)用到醫(yī)學(xué)上,就可以制成檢測(cè)器,為癌癥病人準(zhǔn)確區(qū)分硬的癌細(xì)胞和軟的健康細(xì)胞,從而快速、準(zhǔn)確地切除癌細(xì)胞;如果用在汽車方向盤上,當(dāng)駕駛?cè)艘蚶Х?、走神等原因松開方向盤時(shí),感應(yīng)器就會(huì)及時(shí)提醒,避免發(fā)生交通事故。如果運(yùn)用到仿真機(jī)器人身上,仿真機(jī)器人就可以輕輕拿起一只雞蛋且不捏碎,那么將會(huì)使仿真機(jī)器人的各方面的性能大大提高。