采用先进技术一次性造出仿生机器人手指

　　近些年来，仿生机器人手是一个研究热点，虽然灵活是他们的优点，但毕竟不是真实的人手，无法比拟一系列真人手可以做到的事情。灵活的机器人手无法处理重物，可以处理重物的刚性机器人手却需要复杂的制造或控制才能灵活一点。

　　在最近举办的机器人和环境智能国际会议（URAI）上，加利福尼亚大学圣克鲁斯分校和日本立命馆大学的研究人员展示了一种受人体骨骼结构启发的仿生机器人手指，包括韧带结构、人造肌肉、粘弹性腱和刚性骨骼，完美的复制了人手的关节骨骼结构，‘软’‘硬’齐全。还利用了最先进的多材料3D打印技术，可一次性将仿生机器人手指打印出来。

　　图中的每一个组件都对仿生机器人手指起着重要作用。手指的掌侧的环形滑轮相当于人手指的肌腱鞘。掌侧板连接骨头的掌侧，并防止关节过度伸展。近端和远端指间关节的每一侧都存在主韧带和副韧带，它们是关节侧向运动最重要的稳定器。关节软骨可以防止关节处指骨的磨损。

　　肌肉为手指活动提供驱动力，研究人员利用这一特点，将仿生机器人手指的肌肉设计为气动波纹管，可随着内部压力的变化而上下伸缩。气动波纹管可以直接附着在人造肌腱上进行3D打印，一端连接到它驱动的肌腱上，而另一端则与气压系统对接，从而自动化肌腱的拉动和释放。单个气动波纹管可用于驱动多条肌腱，这也模仿了人类的手指中共享的指腹肌肉。

　　将来，这组研究人员使用的设计和制造过程可以应用于创建其他一些受生物启发的机器人结构，例如其他受人或动物启发的肢体。此外，他们开发的仿生手指可用于开发机械手，然后将其连接到现有的和新机器人上。

　　“双倍”的电池 让机器人拥有更多能量驱动

　　据报道，研发人员正在研究一个项目“机器人的结构材料中可存储能量”，或许这个方法可使机器人能完成更多不可思议的事情。如果它们的一些结构材料加倍作为能量储存，就像动物的脂肪一样。科学家们现在已经用一种多功能电池演示了这种方法。他们估计，这项技术可以为未来的机器人提供高达72倍于当前配置的动力。

　　这项工作是由密歇根大学的工程师进行的，他们正在研究廉价、无毒的锌电池为新一代机器人设备供电的潜力。这些电池通过由水基聚合物凝胶和凯夫拉背心中使用的芳纶纳米纤维制成的膜在锌电极和空气阴极之间传输氢氧离子，这种设计开启了一些有趣的多功能功能。

　　该团队使用其最新版本的锌电池作为小型机器人的结构材料，形状像蝎子和蠕虫。电池被连接到机器人的电机中，然后包裹在机器人上，以保护内部的脆弱部件。这种配置下，多功能的生物形态电池既是机器人的结构部件，又是其动力源，其性能与目前使用的典型锂电池相似。

　　目前机器人的设计通常是为了容纳电池，这些电池占据了其可用机载空间的20%左右，并贡献了其整体重量的20%左右。根据该团队的说法，结构电池的能量密度可能会改变这方面，例如，可以将送货机器人的续航能力提高一倍。但它们有可能比这更进一步。

　　这可能不仅适用于今天为送货或仓库物流等应用而建造的机器人，而且可以塑造微观尺度上更小的机器的发展，典型的电池太大，效率太低，无法完成工作。所有这些都是通过从自然界的能源系统中取经。

　　如昆虫大小的微型机器人拖动自身重量2.6倍物体

　　普通的机器人一般都使用电池或插座供电，但一款名为「RoBeetle」的机器人却很是不同。这种和昆虫一般大小的微型机器人，重量不足 1 克，却能拖运自身重量 2.6 倍的物体。最特别的是，它是依靠甲醇来供能的。

　　像甲醇这样的液体燃料，每单位体积所提供的能量会比电池更多，这就意味着甲醇驱动的微型机器人不再需要附加外部电源，比如电线、电磁场。从理论上讲，这种机器人比电力驱动的同类拥有更多的自主权，同时又能保持很小的尺寸。

　　研究者设计了可以像真实物体一般收缩和放松的微型人造肌肉，并且使用覆盖有铂粉的镍钛合金线加快甲醇蒸汽的燃烧。这一过程产生的热量会导致机器人腿部的电线缩短，待冷却后重新伸展，以此驱动 RoBeetle 的运动。

　　RoBeetle 重量仅有 88 毫克，能够拖运自身重量 2.6 倍的物体。它可以额外携带 95 毫克的燃料，续航时间长达 2 个小时。RoBeetle 拥有爬坡技能，并且可以在不同纹理的表面行进，包括玻璃、泡沫睡垫、混凝土人行道。

　　在未来的研究中，研究者需要进一步探索如何实现机器人的燃料添加功能，从而在更长的时间内持续供能。此外，如果能够对 RoBeetle 进行编程并实现与操作者通信，那么这款机器人还能用于人工授粉或协助手术等更多场景。