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新的物理定律帮助人类和机器人掌握触摸的摩擦聚氨酯胶

2022年09月04日

新的物理定律帮助人类和机器人掌握触摸的摩擦

尽管从组装线到药品，机器人设备都已广泛使用，但是工程师很难解决那些机器人抓住物体时产生的摩擦，特别是在潮湿的环境中。现在，研究人员发现了一种解释这种摩擦的新的物理定律，它将推动多种机器人技术的发展。

北卡罗来纳州立大学化学与生物分子工程学助理教授，同时也是该论文的作者之一的Lilian Hsiao说：“我们的工作为在远程手术和制造等应用中创建更可靠，功能更强的触觉和机器人设备打开了大门中国机械网okmao.com。”工作。

有争议的是所谓的弹性流体动力润滑（EHL）摩擦，这是当两个固体表面与它们之间的一薄层流体接触时发生的摩擦。这可能包括当您用指尖摩擦时产生的摩擦，其中的流体是皮肤上天然油脂的薄层。但是，它也可以应用于用机械钳爪举起涂有油脂的物体，或者应用于在人体内部使用的外科手术设备。

摩擦之所以重要的一个原因是，摩擦有助于我们握住东西而不会掉落。

萧说：“了解摩擦对人类来说是直觉的，即使我们在处理肥皂碗时也是如此。” “但是在开发控制机器人抓握能力的材料时，要考虑到EHL摩擦是极其困难的。”

为了开发有助于控制EHL摩擦的材料，工程师需要一个可以统一应用于各种样式，材料和动态运行条件的框架。这正是研究人员发现的。

Hsiao说：“该法则可以用来解释EHL摩擦，并且可以应用于许多不同的软系统-只要对物体的表面进行构图即可。”

在这种情况下，表面图案可以是任何东西，从手指尖上略微凸起的表面到机器人工具表面上的凹槽。

萧和她的研究生彭云虎共同开发的新的物理原理，利用四个方程式解释了理解EHL摩擦时发挥的所有物理作用力。在本文中，研究团队在三个系统中证明了该规律：人的手指；人的手指；人的手指。受生物启发的机器人指尖；还有一个称为摩擦流变仪的工具，用于测量摩擦力。彭是该论文的第一作者。

Hsiao表示：“这些结果在具有更细微差别的控件以可靠地处理制造过程的机械手中非常有用。” “它在远程外科领域具有明显的应用，外科医师可以远程控制机器人设备来执行外科手术。我们认为这是在合成系统中理解触摸和控制触摸的根本进步。”