不用电路控制的机器人！加州大学开发出气动逻辑系统机器人

最近，加州大学河岸分校的学者们开发出了一个气动随机存取存储器 （RAM），并成功用它操作软体机器人演奏了一首曲子。

用气流阀替代电子晶体管，用气动逻辑替代计算机逻辑，研讨人员成功让这个机器人摆脱了传统机电元件的操控体系。

连接其手、脑的也不再是电线，变成了通明的气流管道。

它们一端连接着气动RAM，另一端连接着机器人的手指。

经过改动管道内的气压，就能操控机器人手指按下琴键。

从单个音符、和弦到演奏一整首曲子，这个机器人都能分分钟拿下。

而这都还仅仅气动RAM小试牛刀罢了。

据研讨人员介绍，一个10位的气动RAM，就能完成900个独立履行器能完结的使命。

这有用处理了现在很多气动机器人依旧运用机电结构的困境。

并且它的体积更小、分量更轻，可以大幅下降气动软体机器人的成本、尺度和功率需求。

要知道，充气软体机器人的运用前景是十分广阔的。

由于其柔软性、安全性更高，在履行精细使命上比传统刚性机器人具备更大优势。

比方人畜无害的大白(●—●)，便是一个十分典型的充气机器人。

这无疑打破了软体机器人在运用场景上的许多局限性，现在该研讨已在开放性期刊《PLOS One》上宣布。

气动RAM操控更多通路

想要用气体让机器人弹奏出音乐，主要依靠两个部分：气动RAM和单片隔膜阀。

气动RAM其实是一个用微流控阀代替晶体管的随机存取存储器。

可以完成回忆、保持机器人履行器状况，主要靠的便是这个微流控阀，

它最初是被用在微流控芯片上操控液体流动，这些阀门可以在气流供应断开时，仍旧保持压力差存在。

并且这些阀门还可以组成杂乱的密集阵列，来履行很多高档操作。

比方在这个弹钢琴的软体机器人身上，研讨人员制作了一个八位的非易失性RAM。

与传统电路中单个通路操控单个履行器不同，运用气动RAM可以用n个通路操控2的n-1次方个履行器。

也便是说，相同4个通路的情况下，气动RAM可以操控8个机械手指的独立性操作。

那么机械手指是怎么弯曲并敲下琴键的呢？

这时就需要气流上台了。

气动RAM所操控的单个通路上，都有一个隔膜阀。

它主要由输入通道、输出通道和操控通道组成，中间有一个可移动的硅膜。

经过改动操控通道中的气压，让硅膜移动，从而操控气阀中气流的流动。

当操控通道为真空状况时，硅膜就会被拉入操控通道，与此同时输入-输出通道打开，气流经过。这就表明为信号1，机械手指此时会弯曲。

当操控通道中有气压时，硅膜堵死整个通道，此时表明信号0，手指则为舒展状况。

考虑到传统单片隔膜阀的气流速度不够高，大型或移动速度快的机器人无法运用，研讨人员还对此进行了改善。

他们运用了多个标准相同的输入、输出通道，一方面消除了发生意外通路的可能，另一方面提高了气流经过速度。

经过改动不同通道内的气压，研讨人员可以机器人在钢琴上演奏出音符、和弦，甚至是一整首歌曲。

值得一提的是，这个机器人的整套体系中，只有抽取真空的泵是用了电池的，其他部分没有任何机电硬件，安全性很高。

并且一个10位的气动RAM就能包含2046个通路，每个阀门的面积仅为7平方毫米，这使得一个10位的气动RAM差不多只有一个智能手机屏幕那么大。

由于其安全、简便的特性，将来可用于低龄残障儿童的可穿戴设备上。

值得一提的是，今年2月加州大学圣地亚哥分校的研讨人员们也研发出了一款无电子元件、由气体驱动的软体机器人，并登上《Science Robotics》的封面。

这个机器人的每条腿都由3条可伸缩的充气橡皮管制造而成，四条腿呈X形相连，经过充气或漏气的规划就能走起路来。

与机电组件组成的机器人比起来，简便不少。

它的中心其是一种由软阀规划的环形振荡器。

而今年6月，一个充气挖掘机器人也登上《Science Robotics》封面。

看来，气体软体机器人真的是一个热门研讨范畴啊！

说不定，有朝一日我们真的能看到实际版的大白呢~