现时，机器东谈主还是深远到制造业、作事业、医疗等多个领域，但传统机器东谈主通常弃取固定盘算。任务模式单一，仅能完成才智设定的固定功课，难以顺应多变的任务需求。为了提高机器东谈主的顺应性和纯真性肛交 小说，科学家研发了一种可重构模块化机器东谈主。

近日马克斯普朗克智能系统参谋学院与科罗拉多大学博尔德分校建立了一种新式六边形电液模块机器东谈主，该机器东谈主可提供高速和高应变驱动。位于六边形刚性板阵列开通处的四个电液履行器驱动六边形从高而窄快速变为宽而短。镶嵌在板中的磁铁使模块八成以蜂窝状晶格开通，以结束多模式驱动，举例高冲程肌肉吊挂确立和滚轮状确立。现在该参谋效果已发表在《Science Robotics》期刊上。

▍深度领会HEXEL模块的盘算结构与旨趣

HEXEL模块弃取电液驱动本领，与传统的直流电机驱动比拟，电液驱动具有更快的反应速率和更高的应变能力。该本领通过向液体电介质施加电压，产生麦克斯韦应力，驱动液体介质在电极之间挪动，从而结束快速且可控的步地变化。这种驱动表情不仅高效，况且具有较低的能耗和较高的安全性。

可重构机器东谈主的 HEXEL 模块

此外HEXEL模块的独到盘算在于其刚性板和软履行器的协同组合。刚性板构成的六角形外骨骼不仅放大了软电液履行器产生的步地变化，还提供了稳固的机械结构和开通平台。这种盘算八成让HEXEL模块在保捏纯真性的同期，具备了更强的承载能力和稳固性。

单个HEXEL模块的制造工艺

为了结束模块之间的快速可逆开通，HEXEL模块弃取了磁性开通决策。磁铁镶嵌到模块的硬板和高压电极中，这种盘算使得相邻模块之间八成通过磁力速即吸附在一谈，结束机械开通。与传统的机械开通表情比拟，磁性开通无需特等的紧固件或器用，操作经由大大简化，权贵提高了开通的方便性。同期，磁铁提供的坚硬吸力确保了开通的稳固性，即使在动态通顺经由中也能保捏开通的牢固性。

对HEXEL模块的收缩力-冲程活动进行建模

除了机械开通外，HEXEL模块的磁性开通决策还立他乡集成了电气开通功能。通过迫使相邻模块的高压电极宣战，酿成了一个巨匠的电接地，从而结束了模块间的电气通讯和限制。这种盘算不仅简化了电路布局，减少了开通线材的使用，还灵验镌汰了系统的复杂性和故障率。此外，由于每个模块的高压王人包含在里面电极中，因此不错安适限制每个模块，而不会打扰相邻单位，进一步提高了系统的可控性和稳固性。

裸露薄膜曲折的两个实例过火尺寸的清晰图

磁性开通决策的应用极大地提高了HEXEL模块的可重构性。用户不错把柄实质需求快速开通或断开模块，重新组合成不同步地和功能的机器东谈主结构。这种纯真性使得HEXEL模块八成顺应各式复杂多变的应用场景，如轻飘空间的探索、动态环境的应答等。同期，由于开通和断开经由精真金不怕火快捷，用户不错在短时刻内完成机器东谈主结构的重构，提高了职责效力和反应速率。

▍实测HEXEL模块机器东谈主的性能发扬

HEXEL模块行为可重构模块化机器东谈主的中枢组件，其性能发扬径直干系到悉数这个词机器东谈主系统的功能和效力。通过电液驱动本领，模块八成在极短的时刻内对电压信号作念出反应，结束步地的快速变化。实验数据标明，HEXEL模块的峰值收缩应变率可达到每秒4618%，这意味着模块在极短的时刻内八成产生显然的形变，上门服务为机器东谈主提供了高速通顺的基础。此外，模块在方波驱动信号下的飞腾时刻仅为16毫秒，下落时刻为41毫秒，这种快速的反应能力确保了机器东谈主在动态环境中的高效启动。

HEXEL模块的动态收缩

此外HEXEL模块还具备出色的高应变性能。在最大电场作用下，模块八成结束49%的目田收缩应变，这意味着模块八成在保捏结构稳固性的同期，产生较大的步地变化。这种高应变性能为机器东谈主提供了更畴前的操作领域和更强的顺应能力。举例，在需要大行程驱动的应用场景中，HEXEL模块八成舛讹应答，结束精确地定位和操作。

HEXEL模块在低负载下发扬出搭钮模式驱动

参谋东谈主员清晰，除高应变性能以外，HEXEL模块在驱动频率方面相似发扬出色。实验末端裸露，模块的带宽可达15.8赫兹，这意味着模块八成稳固地在较宽的频指引域内职责。该秉性使得HEXEL模块八成顺应不同的应用场景和驱动需求。不管是在需要快速反应的高频环境中，如故在需要巩固启动的低频条目下，HEXEL模块王人能保捏稳固的驱动性能。

不受敛迹的卡扣式驱动电子模块

在模块化与可重构性方面，参谋东谈主员清晰，每个模块王人具备安适的驱动和限制功能，八成舛讹与其他模块组合成各式复杂的机器东谈主结构。同期，磁性开通决策的应用使得模块之间的开通和断开变得精真金不怕火快捷，用户不错把柄实质需求快速调治机器东谈主结构，结束种种化的功能和任务。这种模块化与可重构性不仅提高了机器东谈主的纯真性平和应性，还镌汰了调治和升级的资本。

实验数据裸露，在典型职责条目下，HEXEL模块八成稳固启动卓绝130万次轮回而不发生故障。充分证明了HEXEL模块具备极高的历久性和稳固性，八成在万古刻和高强度的使用中保捏稳固的性能。此外，模块的盘算充分接洽了环境身分对性能的影响，通过弃取高质地的材料和邃密的制造工艺，确保了模块在各式复杂环境中的稳固启动。

▍HEXEL模块在多功能系统建立中的应用

讹诈HEXEL模块的高速驱动性能，研发东谈主员盘算了一款进步机器东谈主。该机器东谈主通过单个HEXEL模块的快速横向膨胀和纵向收缩结束进步动作，进步高度可达其减轻高度的四倍以上。该进步机器东谈主具有结构精真金不怕火、反应速率快的特色，在搜救、勘察等领域具有畴前应用长进。

进步机器东谈主的制造工艺

由HEXEL模块驱动的进步机器东谈主

此外HEXEL模块还被用于盘算爬行机器东谈主。通过多个HEXEL模块的串联和安适限制，爬行机器东谈主八成在轻飘空间内结束快速蠕动通顺。该爬行机器东谈主不仅八成在平坦大地上快速挪动，还能通过加多摩擦力结束上坡爬行等复杂动作。

爬行机器东谈主的制造工艺

具有磁性开通的可重构HEXEL模块

HEXEL模块的磁性开通决策使得多个模块八成快速重构成各式步地和功能的阵列。举例，不错将多个HEXEL模块摆设成高行程肌肉、多模态有源阵列和桌面有源平台等。

由可重构HEXEL模块构成的升沉机器东谈主

此外，通过添加磁性附件并重新摆设HEXEL模块，研发东谈主员还盘算了一款升沉机器东谈主。该机器东谈主讹诈HEXEL模块的快速步地变化和安适限制能力结束快速升沉和转向动作。升沉机器东谈主在固体名义和复杂地形上的挪动速率差别达到267毫米/秒和250毫米/秒，领有坚硬的顺应性和纯真性。

▍结语与将来：

HEXEL模块行为一种立异的可重构模块化机器东谈主盘算，将来有望在制造业、作事业、医疗等多个领域阐明伏击作用。跟着材料科学以及模子限制本领的发展肛交 小说，HEXEL模块的性能将得回进一步提高。如材料科学与驱动本领的进步，HEXEL模块八成结束更高的驱动速率、应变能力和稳固性，此外通过集成更多的传感器、通讯和推断组件，也八成结束更高档别的自主限制和智能化决策，生意化后劲高大。