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受章鱼的启发 研究人员已经开发出一种结构
发布时间:2023-12-28 11:31:06来源:
受章鱼的启发,研究人员已经开发出一种结构,可以在没有任何集中处理的情况下感知,计算和响应 - 创建一个不是机器人而不是计算机的设备,但具有两者的特征。这项新技术有望用于各种应用,从软机器人到假肢装置。
“我们称之为'软触觉逻辑 ',并开发了一系列原型,展示了其在材料层面做出决策的能力 - 传感器正在接收输入 - 而不是依赖于集中的,基于半导体的逻辑系统,” Michael Dickey,北卡罗莱纳州立大学化学与生物分子工程学院美国铝合金教授的共同撰稿人。
“我们的方法受章鱼的启发,章鱼具有集中的大脑,但在整个手臂中也有明显的神经元结构。这提高了手臂可以根据感觉输入做出决定的可能性,而无需大脑的直接指导。”
软触觉逻辑原型的核心是一种常见的结构:在不同温度下改变颜色的颜料,混合成柔软,可拉伸的硅胶形式。有色硅胶含有充满金属的通道,这些金属在室温下呈液态,有效地形成了一种柔软的电线神经系统。
压制或拉伸硅树脂使液态金属变形,这增加了其电阻,当电流通过时升高其温度。较高的温度会引起周围温度敏感染料的颜色变化。换句话说,整体结构具有可调节的感应触摸和应变的手段。
研究人员还开发了软触觉逻辑原型,其中同样的动作 - 通过触摸使液态金属变形 - 将电能重新分配到网络的其他部分,从而导致材料改变颜色,激活电机或打开灯。在一个位置触摸硅胶会产生与触摸两个点不同的响应; 以这种方式,系统响应于触摸执行简单的逻辑。
“这是一个概念证明,它展示了一种思考如何将决策制定成软材料的新方法,”Dickey说。
“有些生物可以在不依赖刚性集中处理器的情况下做出决策。模仿这种模式,我们已经使用完全柔软的材料展示了基于材料的分布式逻辑。”
研究人员目前正在探索制造更复杂的软电路的方法,其灵感来自生物系统中的复杂传感器和执行器。
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