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變形金剛超進化–衣服也可以是機器人？

104/01/23 9194

王昱夫｜臺灣大學化學所

變形金剛裡，大黃蜂ㄧ開始只是部舊車，經過掃描其他車子結構後才搖身一變成為千萬超跑。當時看到這段劇情的我就在想，變形金剛有沒有可能變成機械以外的東西呢？像是毛巾或是衣服？雖然「衣服」金剛聽起來弱弱的，但若是有一件可以像機器人一樣具有自主運動能力的衣服聽起來還真是蠻厲害的！現在，透過最新的機械紡織材料，還真有人做出了「衣服機器人」！

這項機器人紡織材料是由普渡大學（Purdue University）的研究團隊所開發，該材料除了具備「偵測」功能，更可以通過電流控制進行主動運動，另外由於它在硬體結構上與傳統的剛體機械不同（紡織品是「軟」的），更進一步為未來開創了新的「軟機器人」學科。機器人紡織物的出現，使得讓機器人擁有「可感覺的皮膚」變得不再天方夜譚，同時也可被使用在太空科技上，作為G力衣（幫助太空人抵抗加速度）或是探索未知區域的多功能輕質機器人，甚至作為人體輔具，提高穿戴者的施力強度！

機器人紡織品主要由棉質材質與彈性聚合物（作為偵測用途）編織而成，另外還內嵌記憶合金線（受熱時會由線形變成蜷曲狀）；若將紡織品包裹在泡綿或是氣球上，一旦通過電流加熱控制，紡織物機器人便可以進行動作，依據不同的編織方向，能讓機器人選擇不同的行動模式：當線路方向與中間的支撐物（泡綿）平行，機器人會像蟲一樣彎曲、蠕動；當線路與支撐物垂直，機器人則可以進行收縮運動。「我們將運動和偵測兩項功能同時結合在這套紡織機器人中，比起現有許多只有單一功能的類似產品，增加了更廣泛的應用性」研究者之一的Rebecca Kramer說道。

這項科技也可以幫助現有的一些機器人技術獲得進展，像是在機械關節上，往往要將活動關節固定在特定位置我們需要持續供給能源（避免關節軟掉），但若是使用機器人紡織品，將彈性聚合物外包一層記憶合金作為關節內部支撐，便可以單純透過電流加熱的程度來控制關節，一旦停止供電，合金形狀固定住，便不用再額外提供能量來維持姿勢。

科技日新月異（這句話很老套，可是確實是事實⋯⋯），如果變形金剛晚幾年來到地球，大黃蜂或許就不會是千萬超跑，而是你衣櫃裡的衣服了。（本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫－智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿）

責任編輯：鄭國威
審校：陳妤寧

化紡織品(2) 機器人(75) 人工關節(6) 科發月刊(5217)

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