救援機器人腳上填充的咖啡渣可以幫助它走得更快

其實咖啡除了我們日常飲用之外,在工業上也有著很多的應用,大家是否還記得前陣子有和大家聊過福特汽車與麥當勞咖啡合作,將汽車零部件用咖啡渣來製作的消息。今天就來和大家聊聊咖啡渣在其他工業設計的應用也是大有用處哦。

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前不久加州大學聖地亞哥分校(以下稱其為“UCSD”)的雅各布斯工程學院的機器人專家明確指出,烘焙過的咖啡渣是一種用來填充附著在步行機器人腳上的小橡膠靴的理想材料。這些機器人主要作為星際探險者和穿越危險災難地點的搜索和救援工具,通過實驗證明咖啡渣的填充幫助機器人可以更柔性緩衝的方式行走在粗糙的地面上(例如木屑或礫石)而且速度會比普通機器腳快40%。

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UCSD團隊設計的每隻機器人腳都由一個彈性乳膠球並帶有內部支撐結構組成,該乳膠球裝有鬆散乾燥的咖啡渣,當機器人抬起並移動時,機器腳保持柔軟,但當腳踩落地的時候,這些機器腳會符合踩到的任何東西的形狀,然後通過一種被稱為“顆粒干擾”的現像變得僵硬。你可以理解當機器腳在抬腳移動過程中,鬆散的咖啡渣就好比像液體一樣流動,但當落地後會依照落地附著的東西形狀“定型”,就好比一包抽真空的咖啡粉,這在我們平時買的那種真空包裝的咖啡粉也能感受到硬邦邦的像個磚頭,但當你釋放開來,也就變得鬆散了。

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在機器人行走時的重量下,落地堅固穩定,這有助於機器人在平坦的地形上。然而這種可以跟隨落地凹凸起伏的地形有對應的變化,也就是所謂的這種“顆粒干擾”技術,發生在尖銳和不平坦的表面上,就顯得尤為具有應用價值。當機器腳在乳膠球踩到不平整的地面時,符合其踩下的形狀後將空氣抽真空出來,使其擁有附著行走力,可以確保機器人向前移動。咖啡腳為機器人提供了更好的牽引力、更高的速度和更少的行走力。

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那麼也許有人問了,為何機器腳的填充物一定要用咖啡渣呢?根據科學家的說法,咖啡是這種應用的合適選擇,因為它輕便且造價成本相對便宜。這個研究小組是定向和咖啡品牌Folgers(福爵咖啡,美國加州最常見的咖啡品牌,在該州的咖啡市場中占到了21.6%的份額)合作,研究小組在他們的機器人腳上安裝了經典的預研磨中度烘焙的咖啡,當然這個嘗試的誕生是因為某種程度上也是出於方便,畢竟咖啡是他們平日里實驗室裡經常可以看到的東西。

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當然除此之外,填充的咖啡渣的研磨顆粒度也是比較重要的,在粗顆粒研磨的咖啡渣中顆粒具有很高的摩擦力,並且顆粒存在一些形狀的隨機性,有助於增強咖啡壓縮時的干擾效果。與研磨更細的咖啡豆相比,粗糙研磨的咖啡有助於增加顆粒干擾效果,因為粗研磨過程中,咖啡粉研磨過程中粗細都會產生,因此較小的顆粒可以幫助填補較大顆粒中的空隙,並在抽真空時可以更堅固。

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