虽然机械设备从装配线到医药，机器人的用途无所不包，但工程师们很难计算出机器人在抓取物体时产生的摩擦——尤其是在潮湿的环境中。研究人员现在发现了一种解释这种摩擦的新的物理定律，这将推动机器人技术的广泛发展。
“我们的工作为创造更可靠和功能性的触觉和机器人北卡罗莱纳州立大学化学和生物分子工程助理教授Lilian Hsiao说。
争论的焦点是所谓的弹性流体动力润滑(EHL)摩擦，即当两个固体表面与它们之间的一层薄流体接触时发生的摩擦。这包括指尖摩擦时产生的摩擦，这种液体是皮肤上自然产生的一层薄薄的油。但它也可以应用于机器人爪抓取涂了一层油的物体，或用于人体内的外科设备。
摩擦力很重要的一个原因是它能帮助我们拿住东西而不掉下来。萧说:“对人类来说，理解摩擦是一种直觉——即使是在处理肥皂盘子的时候。”“但在开发过程中很难解释EHL摩擦材料它控制着机器人的抓取能力。”
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为了开发有助于控制EHL摩擦的材料，工程师需要一个框架，可以统一应用于各种模式、材料和动态操作条件。这正是研究人员所发现的。萧说:“这个定律可以用来解释EHL摩擦，也可以应用于不同的软系统——只要物体的表面是有图案的。”
在这种情况下，表面图案可以是任何东西，从我们指尖的轻微凸起的表面到机器人工具表面的凹槽。
由萧和她的研究生彭云虎共同开发的新物理原理，利用四个方程来解释在理解EHL摩擦时所起作用的所有物理力。在这篇论文中，研究小组用三个系统证明了这一规律:人类的手指;仿生机器人指尖;还有一种叫做摩擦流变仪的工具，用来测量摩擦力。彭是该论文的第一作者。
萧说:“这些结果对于机械手来说非常有用，因为它们有更细微的控制，可以可靠地处理制造过程。”“它在远程外科领域有明显的应用，外科医生可以远程控制机器人设备进行外科手术。我们认为这是在合成系统中理解触摸和控制触摸的基础进步。”
论文发表在自然材料．
来源:北卡罗来纳州立大学
