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厘米长的蜗牛机器人由灯光驱动
2020-10-26    阅读量:30572    新闻来源:互联网     |  投稿

波兰华沙大学物理系的研究人员使用液晶弹性体技术演示了一种受生物启发的微型机器人,该机器人能够模仿蜗牛和子弹在自然尺度下的粘附运动。


10毫米长的软机器人从激光束中收集能量,可以在水平表面上爬行,攀登垂直墙和倒置的玻璃天花板。


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通过软体的移动变形爬行是一种广泛的运动方式,从微观的线虫到earth再到腹足类动物,跨尺度的动物利用它在不同的,通常具有挑战性的环境中移动。蜗牛尤其利用粘液(一种光滑的水分泌物)来控制其腹足与表面之间的相互作用。


它们的粘性运动具有一些独特的特性:它可以在各种表面上使用,包括木材,金属,玻璃,特氟隆(PTFE)或沙子等各种配置,包括上下颠倒爬行。对于机器人技术而言,单个连续脚的低复杂性可以提供对不利的外部条件和磨损的抵抗力,而与地面的持续接触可以提供较高的抗故障能力。


迄今为止,机器人中的粘合剂运动仅限于具有电动驱动器的外部动力厘米级演示器。


液晶弹性体(LCE)是智能材料,在不同的刺激下,包括可见光照射下,都可以表现出宏观,快速,可逆的形状变化。它们可以以微米和毫米尺度以各种形式制造,并且通过分子定向工程可以执行复杂的驱动方式。


蜗牛机器人爬过障碍物(实时且快进)。华沙大学的研究员与西安交通大学-利物浦大学数学科学系的同事,现在已经根据液晶弹性体连续的光机械响应,开发了一种自然规模的软蜗牛机器人。执行器。


机器人的推进是由光引起的软体移动变形及其与人工粘液层(甘油)的相互作用所驱动的。


该机器人能够以每分钟几毫米的速度爬行,比类似大小的蜗牛慢了约50倍,而且还可以爬上垂直的墙壁,玻璃天花板和障碍物。


“尽管速度慢,需要恒定的润滑和低能效,但我们的弹性体软机器人对智能材料的微力学提供了独到的见解,也可能为研究胶粘剂运动提供便利的平台,”光子纳米结构工厂负责人Piotr Wasylczyk说。波兰华沙大学物理系的主任。


研究人员已经证明了一种自然规模的轻型履带机器人,他们相信新一代的智能材料以及新颖的制造技术将很快使他们能够探索小型软机器人和微机械的更多领域。


软微型机器人和聚合物执行器的研究由国家科学中心(波兰)在“基于光响应聚合物的微型执行器”项目中以及波兰科学和高等教育部的“ Diamentowy Grant”资助下授予罗格兹先生。


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