通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)行生物設(shè)計(jì)：看看軟機(jī)器人

機(jī)器人技術(shù)通過(guò)進(jìn)入我們的家庭并通過(guò)其執(zhí)行醫(yī)療程序和治療應(yīng)用程序正在重塑人們的生活。為了讓機(jī)器人技術(shù)進(jìn)一步進(jìn)入人類(lèi)生活，設(shè)計(jì)師必須采用以人為本的方法，重新設(shè)計(jì)金屬和機(jī)械更少、更像人類(lèi)的機(jī)器人設(shè)計(jì)。一些備受關(guān)注的領(lǐng)域包括合成皮膚以及靈活靈巧的手和四肢，使機(jī)器人能夠正確地抓住物體——無(wú)論是輕輕地還是緊緊地。

隨著機(jī)器人變得越來(lái)越便宜和易于使用，它們出現(xiàn)在各種各樣的應(yīng)用中，從醫(yī)學(xué)到農(nóng)業(yè)到科學(xué)探索和紡織裝配線——其中一些是非常精細(xì)的工作。通過(guò)為機(jī)器人提供更自然、更像人的形式和社會(huì)存在感來(lái)使機(jī)器人人性化是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。這種人性化需要綜合生物科學(xué)、材料科學(xué)、機(jī)械和電子學(xué)的交叉，以使機(jī)器人的行為和看起來(lái)更像普通人。

軟體機(jī)器人使用溫和、順應(yīng)的機(jī)制和使用流體和柔性材料構(gòu)建的執(zhí)行器，能夠進(jìn)行廣泛的運(yùn)動(dòng)，使它們更適合外骨骼或可穿戴設(shè)備。許多軟機(jī)器人形式比傳統(tǒng)的、更剛性的機(jī)器人更輕，它們的設(shè)計(jì)元素結(jié)合了類(lèi)似肌肉的驅(qū)動(dòng)、柔軟的皮膚附件和電子可釋放的彈簧元件。工程師們還在研究電活性聚合物、電粘附抓取和電層壓板在軟體機(jī)器人中的作用——所有這些開(kāi)發(fā)最終都可以幫助人類(lèi)與機(jī)器人舒適地融合，獲得超人的力量和能力。

來(lái)自機(jī)器人的人造肌肉有可能從根本上改變?cè)S多類(lèi)型的工業(yè)、醫(yī)療、消費(fèi)、汽車(chē)和航空航天產(chǎn)品的動(dòng)力和操作方式。由于質(zhì)量更輕、物理尺寸更小、可聞噪聲更低和成本更低，因此與基于電磁的技術(shù)相比，它們具有顯著優(yōu)勢(shì)。此外，它們提供更多控制，其固有的配置靈活性使機(jī)器人能夠更接近人類(lèi)靈活性和機(jī)動(dòng)性的極限。用聚合物制造機(jī)器人——特別是模量與人類(lèi)皮膚相當(dāng)?shù)膹椥泽w——自動(dòng)消除了與人和機(jī)器人交互有關(guān)的許多安全問(wèn)題。

制造可以復(fù)制人手細(xì)膩觸感的機(jī)器是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工作。軟機(jī)器人工程師已經(jīng)試驗(yàn)了許多不同的形式，從柔軟的斑點(diǎn)到蟒蛇啟發(fā)的爪子到電粘附?？茖W(xué)家們?cè)陂_(kāi)發(fā)柔軟的抓手方面也取得了進(jìn)展，這些抓手使用分層皮瓣和帶有硅酮皮膚涂層的預(yù)拉伸彈性體，其作用類(lèi)似于人手上的拇指和食指。

富有表現(xiàn)力的手將使機(jī)器人自然而然地俘獲人們的心靈和思想，因?yàn)槲磥?lái)的相遇將更加人性化。模仿人類(lèi)的手勢(shì)，如握手、豎起大拇指表示一切順利、手指交織等，將證明可以緩和人類(lèi)對(duì)這些軟機(jī)器人發(fā)展的情緒。

使這一趨勢(shì)成為現(xiàn)實(shí)的一家公司是Molex。Molex 是一家領(lǐng)先的電子元件和解決方案供應(yīng)商，致力于為客戶(hù)帶來(lái)創(chuàng)新，從而推動(dòng)這些變革。Molex 通過(guò)創(chuàng)建開(kāi)創(chuàng)性的電子解決方案來(lái)解決復(fù)雜的客戶(hù)挑戰(zhàn)。Molex 的 Temp-Flex 電纜提供解決方案來(lái)協(xié)助這些創(chuàng)新。Temp-Flex 產(chǎn)品可承受極端條件和惡劣環(huán)境，其所有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品線均符合有害物質(zhì)限制 (RoHS) 合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。Temp-Flex 是一家受人尊敬的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，擁有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和優(yōu)質(zhì)的制造工藝，可提供全球客戶(hù)所需的創(chuàng)新解決方案和特種電線電纜解決方案。Temp-Flex 電纜對(duì)人類(lèi)使用具有生物相容性，非常適合用于人類(lèi)生物力學(xué)性能衍生的機(jī)器人應(yīng)用。

Temp-Flex Micro 微型帶狀電纜是具有可布線性的帶狀格式的醫(yī)療產(chǎn)品。Temp-Flex 的微型帶狀電纜具有生物相容性并具有出色的同心度。這些電纜包括 50AWG (0.0254mm) 和更大的電線，無(wú)針孔絕緣小于 0.0762mm。Temp-Flex MediSpec 微型同軸電纜是滿足同軸需求的相關(guān)產(chǎn)品，具有嚴(yán)格的公差、高介電耐壓和出色的同心度。這些電纜展示了柔性電介質(zhì)的堅(jiān)固性。FEP 和 PFA 是聚四氟乙烯 (PTFE)（通用商品名：Teflon）的替代品，(C 2 F 4 ) n和外徑小至 0.24 毫米的 ePTFE 膠帶纏繞結(jié)構(gòu)。Temp-Flex 提供范圍廣泛的護(hù)套材料，包括但不限于 EFTE、PVDF、PVC、TPE、Pebax 和聚氨酯。

軟體機(jī)器人研究正在激發(fā)新材料和技術(shù)的設(shè)計(jì)，這些新材料和技術(shù)能夠感知特定線索，例如壓力、來(lái)自不同方向的力和振動(dòng)。軟體機(jī)器人可以在活動(dòng)推廣、休閑娛樂(lè)、研究、培訓(xùn)和教育、醫(yī)療保健、醫(yī)療服務(wù)、零售和酒店等領(lǐng)域?yàn)轭?lèi)人服務(wù)機(jī)器人提供市場(chǎng)機(jī)會(huì)。這項(xiàng)技術(shù)表明它將改善人類(lèi)與機(jī)器人之間的體驗(yàn)和關(guān)系。它將通過(guò)設(shè)計(jì)機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)包含更充分實(shí)現(xiàn)的、類(lèi)人的、綜合生物力學(xué)的性能水平。

審核編輯黃昊宇