研究人员发明机器人镜头 未来可用人眼控制

据国外媒体报道,加州大学圣地亚哥分校的一组研究人员最近发明了一种柔性机器人镜头的原型,这种镜头可以对眼球运动过程中产生的电视信号做出反应。技术成熟后,未来的镜头将根据人眼的运动实时调整和控制。

当你阅读、看地图或斜视地平线时,你的眼睛会在瞬间不由自主地调整自己。这是由于水晶体内微小的肌肉运动,它可以弯曲和改变晶状体的形状。

就像照相机聚焦一样,这种结构允许我们调整进入眼睛的光量和入射角。因为光穿过视网膜,它在视网膜上被转换成电信号,最后通过神经传输到大脑。

加州大学圣地亚哥分校的一组研究人员认为,在不远的将来,我们戴的眼镜或隐形眼镜能够理解这些眼球运动,并根据眼部肌肉产生的电信号实时调整镜片。

加州大学圣地亚哥分校机械与航空航天工程教授、37岁的蔡胜强表示,这种所谓的“可调节眼镜”将开启眼镜的新时代,这种眼镜可以根据用户的眼球运动进行实时调节,还可以让佩戴者通过眨眼等动作来控制镜片的显示效果。他的团队正在探索柔性机器人技术的新应用。

想象一下,你可以通过眨两次眼睛来放大或缩小镜头。或者佩戴者向左、向右、向上或向下看,那么镜片将跟随移动。

该团队最近开发了一种柔性机器人镜头的原型,它可以对眼球运动过程中产生的电视信号做出反应。

研究结果发表在最新一期《高级功能材料》杂志上,该杂志详细介绍了“一种由电光信号控制的仿生柔性透镜”。

蔡胜强解释说:“当你看着近处或远处的东西时,你的眼睛会通过肌肉运动使镜片变形。”“我们的柔性镜头依赖于一个非常相似的机制——一个简单的变形。我们使用的所谓人造肌肉是一种活性聚合物。一旦施加电压,这种材料就会像真正的肌肉一样膨胀或收缩。”

他补充道:“一旦通电,这种材料反应非常快——几乎是瞬间的。”

蔡胜强说,他的团队的目标是展示一个“灵活的人机界面”,也就是说,机器人是由灵活的材料制成的,可以与人连接或由人控制。

机器人专家说,尽管刚体机器人技术的研究已经取得了很大进展,但是用模拟生物的材料制造机器有很多优点。

“大多数传统的机器人系统都是刚性的,这意味着它们是由金属结构制成的,需要计算机来操作。”机器人专家指出,“虽然柔性机器人不是由刚性骨架或具有相当大机械强度的材料制成的。它们是刚性和坚硬的机器人,更容易制造,成本更低,能够进行更复杂的运动,在人类周围使用更安全。”

研究人员认为,柔性机器人可能在搜索和救援任务中发挥有效作用,因为它们有潜力挤进缺口。同样的能力也能使柔性机器人在侵入性手术或柔性防弹背心的开发中发挥作用。

今年早些时候,来自麻省理工学院和哈佛大学的研究人员表示,他们正在为人类开发一种新型柔性防弹衣,可以覆盖膝盖和肘部等关节。这种材料和用来制造汽车轮胎和花园软管的工业橡胶一样坚韧,灵感来源于覆盖龙虾关节和腹部的坚韧柔韧的薄膜状结构。

蔡胜强强调,这项为期两年的研究仍处于早期阶段,距离利用这项技术推出商用隐形眼镜还有很长的路要走。他说,有一天,类似的技术可以对人体产生的信号做出反应,并被用来控制可变形的假肢装置或柔性机器人。

“与波士顿动力公司(Boston Dynamics)等公司相比,这一领域仍处于起步阶段,仍有许多问题需要解决。”蔡胜强指出,“我很高兴看到更多的想法和应用能够在柔性软机器人的开发中造福人类。”

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