使用智能金屬絲感應(yīng)的人造手

寂靜天花板

德國薩爾蘭大學(xué)的工程師近日利用仿生設(shè)計方法，制造了一種裝備了形狀記憶合金（shape-memory alloy， SMA）“肌肉”的人工智能手，可為工業(yè)應(yīng)用及假肢裝置實現(xiàn)柔性和輕型機(jī)器人手臂制造。
該研究團(tuán)隊使用了基于鎳鈦合金形狀記憶特性的技術(shù)，開發(fā)出由多束超細(xì)鎳鈦合金絲構(gòu)成的肌肉的人造手，這些超細(xì)合金絲的直徑與人類頭發(fā)直徑相當(dāng)，而且可以收縮和彎曲。該材料本身具備傳感特性，使得人造手能夠完成各種精細(xì)動作。由薩爾州大學(xué)機(jī)電工程及自動化技術(shù)中心（ZeMA）Stefan Seelecke 教授所領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊在在今年的漢諾威工業(yè)博覽會上展示了這款人造手的原型。
工業(yè)生產(chǎn)線上的人造手直到現(xiàn)在還在依賴許多復(fù)雜的后臺技術(shù)。其結(jié)果是，它們都依賴于其它裝置和設(shè)備，變得笨重不靈活，而且造價昂貴。
! o! j+ R' x) |“相比之下，使用SMA 金屬絲制造出的人造手由于不需要其他額外設(shè)備的輔助，使其十分輕變靈活、適用性強(qiáng)，噪聲小、造價相對低廉。另外，在所有已知的驅(qū)動裝置中，這些金屬絲具有最高的能量密度，可滿足其在有限空間內(nèi)的大幅度運(yùn)動。”Seelecke 解釋道。

形狀記憶合金線能夠記住自己的形狀，并且在變形之后能恢復(fù)到原來的形狀。這種性質(zhì)是由材料內(nèi)部相變所造成的。當(dāng)金屬絲變熱時，如導(dǎo)電，材料的晶體結(jié)構(gòu)就會發(fā)生改變，這使其能夠像肌肉一樣收縮。
工程師們采用了這種智能金屬絲組成人造手的肌肉。多股形狀記憶金屬絲連接到手指關(guān)節(jié)，充當(dāng)手指的前側(cè)屈肌和后伸肌。為了實現(xiàn)快速運(yùn)動，工程師將多股超細(xì)金屬絲分組成束以模仿人體肌肉纖維結(jié)構(gòu)。雖然這些金屬絲看起來跟棉線一樣，但卻具有厚金屬絲那樣的拉伸強(qiáng)度。
. Z/ N) K$ Q0 ?. r/ N“在施加高拉力的時候，金屬絲束能夠迅速收縮和放松，”正在研究機(jī)械手原型的在讀博士工程師Filomena Simone 解釋道，“出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是大量的金屬絲暴露出較大的表面積，使得熱量可以迅速消散，從而快速冷卻下來。不同于單條粗絲，這種超細(xì)金屬絲可以承受快速的收縮和伸展過程，就像人體肌肉一樣。其結(jié)果就是我們可以實現(xiàn)快速流暢的手指動作。”
, r( ?+ m: r$ i8 S
輕易拿住雞蛋的人造手
使用形狀記憶金屬絲的另一大優(yōu)勢是，即使是在執(zhí)行特定運(yùn)動的過程中突然被人工干預(yù)，人造手也可以快速自然地作出響應(yīng)，這就意味著人類可以真正的與這種原型設(shè)備攜手合作。內(nèi)置的半導(dǎo)體芯片可以控制SMA 金屬絲作出精確的運(yùn)動，而且這種系統(tǒng)并不需要傳感器協(xié)助。
“用這種材料制備的金屬絲具有傳感器的特性。控制單元通過電阻的測量數(shù)據(jù)可以分析出某一時間金屬線的精確位置。”Seelecke 說。
: n; m  }+ Z& A' K% y! W1 f. ~

duanyz

想象一下都覺得這技術(shù)牛逼！

龍寬九段

類似于人手的工作原理，只要控制器配置得當(dāng)、運(yùn)算能力強(qiáng)，基本上可以可以代替人手了。牛

玩世不恭

看拿雞蛋的樣子都很牛的樣子