号外:光感软体机器人惊现江湖


材料牛注:江湖传言:“武林至尊,机器毛虫;穿缝爬坡,样样精通;光感软体,谁与争锋!”霎时间群雄四起,竞相一睹芳容。阁下还不速速查看此文!

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华沙大学(University of Warsaw)物理学院的研究员使用最初由佛罗伦萨(Florence)LENS研究所开发的液晶弹性体技术,演示了一个可以模仿毛虫步态的智能微型机器人。这个15毫米长的软体机器人从绿光中吸收能量并由空间调制激光束控制。它除了可以在平面上行走,还可以攀爬斜坡,挤过窄缝和运送重物。

几十年来,科学家和工程师们一直试图制造出能模仿自然界已发现的不同种运动的机器人。这些设计绝大部分是由电动或气压传动装置驱动的刚性骨架和关节。然而在自然界中,大量的生物利用柔软的身体移动,例如:蚯蚓、蜗牛和昆虫幼虫可以利用不同方式在复杂环境中有效地移动。目前,由于动力和远程控制上的难题使制造的软体机器人局限在较大规模(通常是几十厘米)。

液晶弹性体(LCEs)是在可见光的照射下能产生较大形变的智能材料。使用最新开发的技术,通过预定义的驱动性能,可以将这些柔软材料制成任意的三维形式。光感变形可以使单片结构的LCE无需过多制动器就可以产生复杂的动作。

Warsaw大学与来自LESN(意大利)和Cambridge(英国)的研究人员现在已经开发出一款自然尺度的软体毛虫机器人,它拥有光力学液晶弹性体单片设计。机器人的身体由分子排列的光敏感弹性体条纹制成。通过控制移动变形模式,机器人模仿相应的自然界生物的不同步态。它还可以爬斜坡,挤狭缝,并推动比自身十倍重的物体,这都证明它有在具有挑战性的环境中运动的能力,同时也指明其未来的应用。

波兰Warsaw大学物理学院光电纳米结构系的主任、该项目的负责人Piotr Wasylczyk说:“设计软体机器人需要在力学、电源和控制上具有全新范式。我们只是开始向自然学习并将我们的设计方式向自然进化中既有的方法转变。”

研究人员希望重新考虑的材料、制造技术和设计策略能够开辟微米和毫米尺度软体机器人的新领域,包括游泳员(包括水面和水下)甚至飞行员。

原文链接:Natural scale caterpillar soft robot is powered and controlled with light.

文献连接:Light-Driven Soft Robot Mimics Caterpillar Locomotion in Natural Scale.

本文由编辑部曾庆辉提供素材,段慧超编译,朱晓秀审核,点我加入材料人编辑部

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