在NASA兰利研究软机器人

最新进入Spiderverse的反派人物包括一位名叫章鱼博士的杰出科学家，她用灵活的机械臂实现了自己的卑鄙行为。她的仿生手臂可以投掷物体，帮助她在战斗场景中快速移动，以及许多其他功能。虽然我们可以把邪恶的天才留给电影，但两位才华横溢的实习生正在研究软机器人，就像超级魔鬼在弗吉尼亚州汉普顿的NASA兰利研究中心为我们星球的生存能力提供了令人难以置信的武器一样。

在兰利制造商的太空实验室中，查克沙利文和杰克菲茨帕特里克正在开发一系列软机器人致动器。“我们正在研究的是软机器人在太空探索和组装中的可行性， ”沙利文说。
虽然“机器人”这个词让人联想到金属手臂和齿轮的图像，但这个柔软的机器人执行器受到生物学的启发，它看着大自然创造新的机器人运动的方式。通过由高度灵活的材料构成，软机器人可以像活的有机体一样移动，从而允许传统机器人根本无法拥有的新的运动范围。这些致动器的空间应用可以扩展机器人在探索和组装中的作用。
“当你启动软机器人时，它将改变你使用材料属性的方式，”菲茨帕特里克说。“一块橡胶从平面变成手指的形状，它把材料变成别的东西。”
在他们研究的早期阶段，沙利文和菲茨帕特里克正在研究一系列属性，以了解如何在太空中建造和使用致动器。他们现在的工艺是3D打印模具，然后灌注硅胶之类的柔性物质。根据设计，致动器有一个腔室或气囊，它根据其中的空气量膨胀和压缩。
目前，这两名实习生通过安全气囊中的一系列管子进行设计，以便他们可以控制机器人的运动。通过调节软机器人致动器空腔中的空气量，机器人可以像人类肌肉一样弯曲和放松。
软机器人是一个相对较新的概念。事实上，沙利文和菲茨帕特里克都是这个领域的新人。计算机工程师兼首席研究员詹姆斯尼尔和联合首席研究员马特马林开发了一个实习项目，研究太空中软机器人的可行性。
Sullivan于2015年通过与空间组装集团的合作发射升空。“詹姆斯尼兰德(JamesNiland)和马特马林(MattMarin)邀请我参加，知道我以前在太空组装中做过什么，”沙利文说。
在我第三次在兰利菲茨帕特里克实习期间，在这个机会之前，我从未听说过软体机器人。“这听起来像是一个有趣的项目，我想了解更多，”菲茨帕特里克说。
制造致动器只是第一步。Sullivan和fitzpatrick从零开始研究如何将这项技术用于太空组装和探索。通过他们的调查，他们希望能帮助他们了解未来软机器人的其他应用。为此，他们需要创建一个致动器设计，并在一系列实验中进行测试。
科学要求，在创建实验时，研究人员首先构建假设，然后对实验进行检验，再对收集到的数据进行分析。由此，对发现的新信息进行故障排除可以提出新的问题：什么有效，什么无效？接下来应该改变什么？
从那时起，研究人员对实验进行了修改并再次尝试，收集新的数据并分析信息。这个过程可以一直重复，直到实验积累了足够的数据，得出结论，回答最初的假设。这就是沙利文和菲茨帕特里克正在做的事情。
作为研究人员，实习生确定了四个关于致动器属性的问题：移动性、连接性、调平性和成形性。基于这些特征，沙利文和菲茨帕特里克计划确定软机器人在太空探索和组装中的潜在用途和局限性。
“我们试图通过这四个属性来理解软机器人的基本功能。这样，当有人在路上说也许软机器人在不同的应用中有用时，他们可以将我们的工作视为基线，”沙利文说。
第一个是移动性，研究执行器如何移动。例如，穿过月球表面。作为第二个关键属性，加入对于理解探索机器人如何互锁和连接在一起至关重要。两个柔软的机器人可以连接在一起，形成一个大型的临时避难所。
第三个属性是调平，即致动器如何成功地创建或调整所需的表面，例如临时填充月球栖息地模块下的空间。“这不一定是平坦的平原。它可能是一些其他的表面形状，”菲茨帕特里克说。
最后，第四个属性是强化，考虑利用气囊增压来增加材料的强度。“我们使用致动器将软机器人放在一个位置，然后使用干扰技术将其锁定在适当的位置， ”沙利文说。这种技术可用于被动加固其他结构，如防尘罩。
“我们认为这四件事是问题的关键。一旦我们可以在单个单元测试中完成这些测试，我们希望找到一种方法将它们结合起来，所以也许我们会将移动性和连接性结合起来。”沙利文解释道。
根据菲茨帕特里克的说法，希望在“危险、肮脏或无聊”的情况下使用软机器人，以帮助宇航员在太空和其他星球生活时保持安全和高效。
【在NASA兰利研究软机器人】5月初，来自不同学科和领域的专家将来到兰利，为菲茨帕特里克和沙利文的设计和研究提供反馈。有了这些反馈， Sullivan和Fitzpatrick可以进一步了解申请和问题，因为该项目将持续到夏天。

在NASA兰利研究软机器人

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