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新概念:“软体机器人”助材料领域再现突破

导读: 软体机器人是一种新型柔韧机器人,可以仅用空气来驱动。此前科学家研究的软体机器人采用纸质和硅橡胶制成,能够弯曲、扭转和抓起自身重量100多倍的物体。软体机器人的设计灵感是摸仿人类的内部构造或昆虫的外形架构等,尤其是后者。

  此前,大多数人听到“机器人(加入自选股,参加模拟炒股)”一词,便会想起金属人形生物。不过现在,科学家们开始在章鱼(财苑)、海参、鱿鱼和毛毛虫等生物中寻找创作灵感,以此来创造“软机器人”。目前,科学家们研发出一种新形式的可对近红外光响应的水凝胶,将有助于实现软体机器人。这种材料由蛋白和弹性蛋白构成,还包含有薄的石墨烯层。合成蛋白在冷却后将吸收水,加热时,水便被释放。当石墨层积热量时,它们便获得近红外范围内的光。

  软体机器人是一种新型柔韧机器人,可以仅用空气来驱动。此前科学家研究的软体机器人采用纸质和硅橡胶制成,能够弯曲、扭转和抓起自身重量100多倍的物体。软体机器人的设计灵感是摸仿人类的内部构造或昆虫的外形架构等,尤其是后者。

  研究人员称,将这些材料结合,能够复制植物细胞对光的响应过程。只有在这种情况下,这一过程才能更具控制性。由于凝胶材料并不能十分均匀地分布,因此材料便会向光源一方弯曲。这种效应已经在以一只手的形状存在的水凝胶证实,曝光于光一侧的手指水凝胶开始弯曲。

  分析人士指出,许多机器人的关节是由可变形的材料制成,非常快捷和强大,但现有技术还不能生产出与自然界动物相媲美的野外活动能力的机器人。制造随意运动且能精确控制的软体装置难度极大,这就是为何至今机器人运动仍旧像机器人而不是活生生动物的主要原因。而石墨烯凝胶将可以为机器人开发柔软材料,在该领域形成突破。

  由于具备身体容易弯曲的优点,软体机器人应用极为广泛。比如,能进到狭小的空间进行监控,钻进人的身体提供医学影像或散布药物;能使许多危险手术更加安全,且疼痛减少;能去宇航员不能去的地方,比如为美国宇航局修理空间站;能够执行工业中需要弹性运动的更加复杂的任务;能够帮助进行危险环境的探查,如核反应堆和地雷探测;能够承担在拥挤空间里需要更加挤压的任务等。

  美国麻省理工学院和哈佛大学曾开发一个软体机器人,使用了形状记忆合金制成的人造肌肉。它既柔软又坚韧,能像蚯蚓那样蠕动,却能在狠狠锤打下安全无恙。这种机器人最大的优点就是它的耐用性。由于没有气动泵、刚性的齿轮和电池,机器人能够熬过各种各样的袭击,这使它能满足一些军事应用的需求。

  中国证券报消息,随着石墨烯在软体机器人材料领域再度突破,东宝生物(加入自选股,参加模拟炒股)、东方海洋(加入自选股,参加模拟炒股)、中国宝安(加入自选股,参加模拟炒股)等相关的蛋白和石墨稀上市公司值得关注。

  概念股东宝生物解析:

  东宝生物:公司成功研发出以双90优质骨明胶为原料、采用“酶解法”生产分子量集中分布于500-4000道尔顿且平均分子量在2300道尔顿左右的小分子量胶原蛋白技术,该技术已于2010年3月25日通过内蒙古自治区科学技术厅组织的省级技术鉴定以及“生产性试验鉴定”,并向国家知识产权局申请发明专利。目前已形成200吨/年的产能规模,募资项目投产产能将扩大至1200吨/年。1吨双90优质骨明胶加工为小分子量胶原蛋白,其价值将至少增加约3—4倍。公司小分子量胶原蛋白产品实现规模化工业生产,在该类产品技术指标方面与国外厂商的竞争站在了同一起跑线上。

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