現在提到機器人,很多人都不再陌生。近年來,在自動化需求的強勁帶動下,掀起了一股機器人發展的熱潮,形形色色、各具功能的機器人產品,開始頻繁出現在我們的視野之中。但在食品工業中,機器人的應用卻并不多。這主要是因為很多食品既小又脆弱,而大多數機器人都無法完成這么精細的生產、抓取動作。在這一環境下,柔性機器人開始發展。
柔性機器人的工作是由機器感知,機器行動和人機交互三大部分相互作用而完成的,具備高靈活性,可變形性,能量吸收特性等特點。有業內人士表示,柔性機器人與普通機器人的區別包括材料的柔軟性、優良的環境適應性、超強的安全性、良好的人機互動性等。
一般情況下,把柔性機器人分為兩類,一是模擬生物的柔性與靈活性創造的仿生柔性機器人,另一類則是運用機器人視覺的六軸以上工業機器人。如今,“柔性機器人”通過對軟材料的應用,以及創新的驅動方式,從適應性、安全性、互動性等多角度出發,很大程度上改變了人們對機器人的認識。
國內外很多研究機構、學者都在尋求柔性機器人技術的突破口。如果想要同時滿足高靈活性、可變形性、能量吸收等特性,相關技術壁壘很高。例如,在制造柔性機器人時,合適的軟性材料非常關鍵。有研究人員表示,柔性機器人卻可通過材料本身的復雜性、兼容性和簡化程度改變這些問題,比如它可以像人的手一樣抓取雞蛋,硬性機器人就沒有辦法實現這樣的動作。
但是隨著研究的深入,柔性機器人的研發正在不斷突破。例如,來自美國俄亥俄州某大學的研究人員則開發了一種基于折紙設計的新型3D打印柔性機器人,其可變形性使其形狀變形來吸收額外的力,不需要任何額外的傳感器來檢測力并調整自身。因此,對于機器的人工干預大大降低,保證操作人員安全。
天津某大學一研究團隊受自然界柔軟的水母、輪蟲等腔腸動物和浮游生物的啟發,利用液滴的柔軟無定形特性和柔性電子器件的超薄柔軟特性,構建了一種全新的“智能液滴”——液態全柔性智能機器人。據悉,這款機器人外形小、柔性高,有良好的的運動和環境適應性。
就目前而言,應用到食品生產中的柔性機器人并不多,大部分柔性機器人還處于研究室階段,傳感元件和電路還有優化,性能也需進一步穩定。但值得一提的是,柔性觸手在市場上已初具規模,例如北京某軟體機器人已經研發出了多款柔性觸手,典型的有緊湊型柔性夾爪、圓周可調型夾爪、對稱可調型夾爪等,可用于食品生產中。
柔性機器人能夠極大的提高了食品行業生產效率、產品質量,更重要的是確保食品安全。特別是食品行業中的產品容易破碎,且體積小,柔性機器人能幫助解決這個問題。伴隨著相關研究的深入,相信離柔性機器人應用到食品生產中的日子并不會太遠。
(原標題:食品工業精細化工序多 柔性機器人加快研發)
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