新技術研發!讓生產軟體機器人程序變得不繁雜

新技術研發!讓生產軟體機器人程序變得不繁雜

▲(圖/翻攝自 ROBOT 機器人網)

【原文:《新技術讓軟體機器人的生產變得更簡單》,作者:張有鳳,智慧機器人網編輯整理】

 

文、圖/ROBOT 機器人網

通過壓力把橡膠和塑料緊緊粘在一起,內布拉斯加大學林肯分校的化學家們簡化了小型流體輸送通道的生產,這些通道可以驅動軟機器人的運動,並能夠在微觀尺度上進行化學分析。

 

這項技術在有機矽和前所未有的塑料之間創造了更強的化學鍵,可以大大減少生產和定制微流體設備所需的時間、複雜性和費用。

化學助理教授 Stephen Morin 表示:「我們非常興奮,因為我們提供的技術能夠以簡化的方式成功整合不同的材料,並支持大量的實際應用。我們認為這確實能給社會帶來新的機會。」

在展示這些機會的過程中,他們使用一個基本的軟件程序來設計微流控網路和一個標準的激光打印機,將這些通道映射到一個透明的 Mylar 薄片上。研究人員將塑料片暴露在紫外線下並將其浸入溶液後,研究人員將片材放在矽膠膜上並加熱。

塑料和矽膠牢固地結合在一起,除了打印機油墨標記的路徑之外。當團隊將空氣或液體泵入這些未結合的部位時,流體以所施加的壓力所決定的速度流過它們,這些壓力比以前的粘接技術所承受的壓力高幾倍。

 

軟體機器人和微觀實驗室

微流體網絡可適應多種液體的流動和混合,基本上充當分析化學技術的微觀實驗室,否則需要諸如燒杯的傳統設備。通過微流體通道的氣流還可以控制軟機器人手臂、夾具和遠程手術、空間探索和食品加工的零部件組件的運動。

Morin 說:「我使用的比喻是:你寧願有某種柔軟的抓手對你進行手術,或者你願意讓終結者這麼做。當終結者這樣做的時候,如果在控制反饋環路中出現了問題,那麼就有一個很大的問題,但是當你使用軟體機器人手爪的時候,如果出現問題,失敗的時候也只會像洩氣的氣球一樣。」

 

製造商通常將經過定制的掩模通過光投影到化學處理的表面上,然後將該圖案複製到橡膠中,最後在用塑料或玻璃覆蓋通道之前模製通道來創建微流體模式。但許多研究人員必須將他們的設計發送到專門的生產結構,經常等待一兩個星期後才能拿到模具。哪怕是稍微修改一下設計,可能意味著又一兩個星期的等待。

相比之下,內布拉斯加大學的團隊只需要一小時就可以生產出具有微流控網路的塑料矽段。與傳統的將矽膠粘接在一起的方法不同,這個團隊的技術使得它能夠包含大量價格便宜、易於接觸的商品塑料- 價格便宜,而這些品種之前是無法與硅膠粘合的。

 

Morin說:「我們對為什麼塑料可以使用的原因有限,以及化學方面正在發生什麼導致這種限制的問題感興趣。我們驚訝地發現,沒有人真正徹底地對待過這個問題,我們退後一步說: ' 我們如何鼓勵表面化學的行為,給我們提供非常可靠、有力的紐帶呢? '」

 「之前做過這種事情的人依靠低壓力和開放式的設計,所以他們確實沒有推進傳統微流體技術的製造工藝。在這裡,化學的研究方法是...我們可以直接訪問這些應用,打印微流控設備,打印軟體機器人設備。」

 

摺痕和 Sharpies

Morin 和他的同事們還展示了其粘合技術所帶來的其他優點。研究小組發現,在用矽樹脂粘合之前對 Mylar 片材進行壓痕可以調整機器人手臂和夾具的運動。例如,以 90 度的角度折疊幾次,使得手臂更加捲曲。以 45 度的角度對其進行摺痕,會使手臂左右扭曲,這取決於研究人員將其折疊的方向。 Morin 說,這種多功能性的水平遠遠超過了現有方法所提供的水平。

由於油墨可以防止矽膠和塑料粘合,所以該團隊還將已經打印好的添加微流體通道的薄片修改為現有的設計,只需用標記進行繪製即可。Morin說,這種能力,加上相對容易的生產,可以使技術吸引教育工作者和科學的外聯小組。

他說:「我們認為這是一個有趣的機會,可以進一步簡化流程,在這個過程中,您可以將某種模板發送給不同的教育組織或研討會。因為你真的只需要一個烤箱和一個(紫外線)光源,所以你可以讓這些小組探索這種技術,他們可以用 Sharpie 來定制它。」

該團隊已將研究成果發表在《先進材料》雜誌上。

 

【原文:《新技術讓軟體機器人的生產變得更簡單》,作者:張有鳳,智慧機器人網編輯整理】

 

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