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科学家们如何实现轻量级机器人的功能与轻量平衡

记者报道

在追求技术革新的道路上，轻量级机器人的设计与优化一直是科研人员的重要课题。其对于机器人功能的实现与整体重量的控制，一直存在挑战。

轻量级机器人，也被称为折纸机器人，因其对柔韧性的高要求，通常采用纸、塑料或橡胶等轻质材料制成。它们被广泛应用于仿生手臂的制造，以及灾区倒塌建筑的搜救工作。

尽管轻量级机器人追求轻便，但配备额外的传感器、电子元件等设备常常会增加机器人的重量，这还导致需要更大、更重的电池以维持其运行，从而陷入一个重复的循环。

新加坡国立大学（NUS）的研究团队在2019年取得了突破性进展。他们经过两年的研发，推出了一种新型金属材料，为解决上述问题提供了可能。

据《海峡》报道，这种新型金属材料不仅比传统纸张和塑料更轻，而且采用了“石墨烯氧化模板合成”技术制造。其制作过程包括浸入纤维素纸和氧化石墨烯溶液，再在金属铂离子溶液中浸渍，并经过一系列的燃烧和稳定处理。

最终产品仅有0.09毫米厚，主要由七成铂和三成非晶碳（即燃烧后的灰烬）构成。其独特之处在于其能弯曲、折叠和拉伸的特性，并可与其他金属如金、银等替代铂使用。

这种新材料的重量仅为纸张的一半，并且具有导电性。这意味着轻量级机器人无需额外传感器即可与操作员或其他机器人进行无线通信。

NUS的Po-yen Chen教授指出，采用此新型材料制成的机器人可以减轻约六成的重量与传统的机器人相比。

该材料具有耐火性，能够在800℃的温度下承受约5分钟的高温环境。它还具有自我加热功能，可以通过增加电压来提升温度，这对于在寒冷环境中工作的机器人尤为实用。

目前，研究团队正致力于探索其他金属如铜等的使用，以保持低生产成本。同时他们还在完善这一金属材料的生产流程，以便于其商业化应用。

随着现代工业的进步，机器人技术不断拓展其应用领域。不同于传统机器人，轻量型折纸机器人通过纸张、塑料等材料的褶皱驱动实现快速移动。

在2019年之前，哈佛大学与麻省理工学院（MIT）的研究人员已开发出轻量型折纸机器人抓手，该抓手能够夹取各种物体如酒杯和水果。

太空总署（NASA）也于2017年开发出了一种体积小且灵活的折纸滚轮机器人“河豚”。该机器人小巧灵活，可适应火星和熔岩管的探索任务。

科研人员通过不断创新和探索，成功研制出各种功能独特且轻量级的机器人，为人类的生活和工作带来了诸多便利与可能。

后记：新型材料推动未来机器人的发展

随着新型金属材料的出现和改进，未来轻量级机器人的发展将更加广阔。期待未来科研人员能够继续创新研发出更多更先进的材料和机器。