現(xiàn)在提到機(jī)器人,很多人都不再陌生。近年來,在自動化需求的強(qiáng)勁帶動下,全球掀起了一股機(jī)器人發(fā)展的熱潮,形形色色、各具功能的機(jī)器人產(chǎn)品,開始頻繁出現(xiàn)在我們的視野之中。但在食品工業(yè)中,機(jī)器人的應(yīng)用卻并不多。這主要是因?yàn)楹芏嗍称芳刃∮执嗳酰蠖鄶?shù)機(jī)器人都無法完成這么精細(xì)的生產(chǎn)、抓取動作。在這一環(huán)境下,柔性機(jī)器人開始發(fā)展。
柔性機(jī)器人的工作是由機(jī)器感知,機(jī)器行動和人機(jī)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(diǎn)。有業(yè)內(nèi)人士表示,柔性機(jī)器人與普通機(jī)器人的區(qū)別包括材料的柔軟性、優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)性、超強(qiáng)的安全性、良好的人機(jī)互動性等。
一般情況下,把柔性機(jī)器人分為兩類,一是模擬生物的柔性與靈活性創(chuàng)造的仿生柔性機(jī)器人,另一類則是運(yùn)用機(jī)器人視覺的六軸以上工業(yè)機(jī)器人。如今,“柔性機(jī)器人”通過對軟材料的應(yīng)用,以及創(chuàng)新的驅(qū)動方式,從適應(yīng)性、安全性、互動性等多角度出發(fā),很大程度上改變了人們對機(jī)器人的認(rèn)識。
國內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)、學(xué)者都在尋求柔性機(jī)器人技術(shù)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(guān)技術(shù)壁壘很高。例如,在制造柔性機(jī)器人時,合適的軟性材料非常關(guān)鍵。有研究人員表示,柔性機(jī)器人卻可通過材料本身的復(fù)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(jī)器人就沒有辦法實(shí)現(xiàn)這樣的動作。
但是隨著研究的深入,柔性機(jī)器人的研發(fā)正在不斷突破。例如,來自美國俄亥俄州某大學(xué)的研究人員則開發(fā)了一種基于折紙?jiān)O(shè)計(jì)的新型3D打印柔性機(jī)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(diào)整自身。因此,對于機(jī)器的人工干預(yù)大大降低,保證操作人員安全。
天津某大學(xué)一研究團(tuán)隊(duì)受自然界柔軟的水母、輪蟲等腔腸動物和浮游生物的啟發(fā),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(gòu)建了一種全新的“智能液滴”——液態(tài)全柔性智能機(jī)器人。據(jù)悉,這款機(jī)器人外形小、柔性高,有良好的的運(yùn)動和環(huán)境適應(yīng)性。
就目前而言,應(yīng)用到食品生產(chǎn)中的柔性機(jī)器人并不多,大部分柔性機(jī)器人還處于研究室階段,傳感元件和電路還有優(yōu)化,性能也需進(jìn)一步穩(wěn)定。但值得一提的是,柔性觸手在市場上已初具規(guī)模,例如北京某軟體機(jī)器人已經(jīng)研發(fā)出了多款柔性觸手,典型的有緊湊型柔性夾爪、圓周可調(diào)型夾爪、對稱可調(diào)型夾爪等,可用于食品生產(chǎn)中。
柔性機(jī)器人能夠極大的提高了食品行業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量,更重要的是確保食品安全。特別是食品行業(yè)中的產(chǎn)品容易破碎,且體積小,柔性機(jī)器人能幫助解決這個問題。伴隨著相關(guān)研究的深入,相信離柔性機(jī)器人應(yīng)用到食品生產(chǎn)中的日子并不會太遠(yuǎn)。