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一个机器人实验室BEAR。图片来源:波士顿大学
科技日报记者 刘霞
据英国《新科学家》杂志网站8月29日报道,美国一个机器人实验室发现了迄今已知最坚韧的结构,该实验室可以在没有人类监督的情况下每天开展50次实验,制造并测试机械结构。最新研究有望加速新材料的发现,相关论文已经提交预印本网站。
波士顿大学研究人员表示,在这项最新研究中,他们使用名为贝叶斯实验自主研究员(BEAR)的自主机器人实验室,发现了迄今已知能量吸收效率最高的材料结构。
BEAR由五台3D打印机、一套天平、一台测试机、一个机械臂和一个移动样本的计算机视觉系统组成。其中,3D打印机可以制造出7种不同的塑料,测试机器可以压缩塑料制成的结构并测量其响应情况。研究团队用其设计机械结构并开展测试,然后使用已经获得的所有测试结果来设计并测试其他结构。
BEAR每天可以开展50次实验,迄今已经进行了25000多次实验。虽然BEAR可以完全自主运行,但在测试过程中,团队进行了干预,比如告知BEAR样品会在哪个点断裂,或在制造过程中调整温度等。
研究发现,一种称为Willow的结构由PLA聚酯制成时表现最好,平均能量吸收效率为73.3%,打破了之前研究人员所能找到的能量吸收率最高的轻木创下的纪录,后者的能量吸收效率为71.8%。
能量吸收效率是衡量某个结构的韧性或弹性的标准,在不失效的情况下能吸收多少百分比的机械能。防护结构,如自行车头盔中的泡沫或汽车褶皱区中的金属,往往具有较高的能量吸收效率,因此碰撞产生的机械能不会转移到人身上,从而避免了可能会造成的伤害。