可变形泵为软机器人拥有跳动的心脏

研究人员利用流体动力和磁力来驱动橡胶状可变形泵，该泵可以为软机器人提供循环系统，实际上模拟了动物的生物学。

对于软机器人来说，作为其“心脏”的电子动力泵是如此庞大和坚硬，它们必须与机器人的身体分离——这种分离可能会泄漏能量，降低机器人的效率。

现在，康奈尔大学研究人员和美国陆军研究实验室之间的合作利用流体动力和磁力驱动橡胶状可变形泵，该泵可以为软机器人提供循环系统，实际上模拟了动物的生物学。

康奈尔大学工程学院机械和航空航天工程副教授罗伯·谢泼德（Rob Shepherd）领导了该团队，他说：“这些分布式软泵的工作方式更像是人类的心脏和血液输送的动脉。我们已经有了我们团队发布的机器人血液，现在我们有了机器人心脏。两者的结合将制造出更逼真的机器。”

Shepherd的有机机器人实验室以前使用软材料复合材料设计了从可拉伸传感器“皮肤”到燃烧驱动盲文显示器和监测运动性能的衣服，再加上可以行走、爬行、游泳和出汗的软机器人动物园。该实验室的许多发明可能在患者护理和康复领域有实际应用。

像动物一样，软机器人需要一个循环系统来储存能量，并为其附件和动作提供动力，以完成复杂的任务。

这种新型的弹性体泵由一个软硅管组成，硅管上安装有线圈，这些线圈被称为螺线管，围绕其外部隔开。线圈之间的间隙允许管子弯曲和拉伸。管内有一个实心磁铁，周围环绕着磁流变液——一种在磁场作用下会变硬的流体，这种流体可以保持磁芯居中，并形成至关重要的密封。根据施加磁场的方式，磁芯可以前后移动，就像浮动活塞一样，以连续力向前推动液体，如水和低粘度油，而不会堵塞。

Shepherd说：“我们的工作压力和流速是其他软泵的100倍。与硬泵相比，我们的性能仍然低约10倍。因此，这意味着我们无法在非常高的流速下推动真正粘稠的油。”

研究人员进行了一项实验，以证明泵系统可以在大变形下保持连续的性能，他们跟踪了性能参数，因此可以为不同类型的机器人定制未来的迭代。

Shepherd说：“我们认为，重要的是要对泵的所有不同参数建立比例关系，这样当我们设计具有不同管径和不同长度的新产品时，我们就会知道应该如何根据我们想要的性能调整泵。”