記者 | 徐甯

如何平衡輕量級機器人的重量與功能？這一直是科學家們想要解決的問題。

輕量級機器人又被稱為折紙機器人，這類機器人對柔韌性要求較高，通常由紙、塑料或者橡膠制成。它們常被用作仿生手臂，或用于進行災區倒塌建築的搜救工作。

為了讓輕量級機器人能夠執行特定任務，科學家們通常需要在其外部配備額外的傳感器或電子元件等，但這同時增加了機器人的重量，需要配備更多更重的電池來提供動力，造成一個惡性循環。

2019年11月24日，新加坡國立大學（NUS）研究小組曆時兩年研發出了一款新型的金屬材料，可以幫助解決這一難題。

據新加坡《海峽時報》報道，這款新型金屬材料，比傳統紙張和塑料更輕，是制造輕量級機器人的最新型材料。

這一新材料采用“石墨烯氧化模闆合成”技術制作而成。将纖維素紙浸入氧化石墨烯溶液後，再浸入金屬鉑離子的溶液中，之後将該材料在800 ℃的惰性氣體氩中燃燒，再在500 ℃空氣中燃燒，最後将材料浸入高彈性溶液中使其穩定。

最終形成的材料隻有0.09 mm厚，由七成鉑和三成非晶碳（即纖維紙燃燒後的灰燼）制成。它可以彎曲、折疊和拉伸，也能用其它金屬，如金、銀等替代鉑。

該新材料的重量是紙的一半，還具備導電性，可以在不配備任何外部傳感器的情況下與操作員或其它機器人進行無線通信。

NUS研究小組的項目負責人Po-yen Chen表示，用這一新型材料制成的機器人能比傳統機器人的重量減少約六成。

由該材料制成的機器人，還可以在更惡劣的環境中工作，因為這種新型材料具有耐火性，它能在800℃的溫度下承受約5分鐘。

這種新材料自身還具備加熱能力。通過增加電壓可使該材料升溫，有助于防止機器人在寒冷環境中工作時結冰損壞。

Po-yen Chen表示，除金屬鉑之外，研究團隊目前正在探索銅等其它金屬，以保持較低的生産成本。同時，團隊還專注于改進這一金屬材料的生産流程，使其能進行商業化的應用。

随着現代工業的發展，機器人的種類和應用領域不斷拓展。區别于傳統機器人，輕量型折紙機器人不是由金屬機械零件組裝制成，而是由通過紙張、塑料等材料褶皺來驅動機器人，實現快速移動。

2019年3月，哈佛大學曾聯合麻省理工學院（MIT）研究人員共同開發出了一款輕量型折紙機器人抓手，可以用來夾取酒杯、水果等物體。

該機器人抓手由3D打印的紙張、矽橡膠骨架、連接器等部分組成，當真空動力裝置抽真空時，機械手向内凹陷，就能像爪子一樣抓住物體。

該折紙機器人抓手可以适應任何抓握的形狀，并可以抓起重量是自身100倍以上的物體。

2017年，來自美國太空總署（NASA）的研究人員也研發出一種體積小但十分靈活的折紙滾輪機器人“河豚”（Puffer）。

據美國New Atlas網站報道，Puffer體型為智能手機般大小，整體重量隻有12克。在平坦的低面上，該機器人每充一次電，可移動約625米。

NASA表示，在火星探索中，探測器會遇到許多洞穴和熔岩管。Puffer将在這些狹窄空間中，以簡單、低成本的方式獲取火星的探索信息。

為此，研究人員給Puffer配備了一個微型成像儀，可以偵察到地表上隻有10微米大小的物體。

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