摘要:
近期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所的研究团队成功开发了一款创新的软体机器人,该机器人不仅能够在复杂地形如沙地和高山间自如行走,而且具备作为动力装置搬运重物的能力。这款机器人采用智能变形水凝胶材料,通过独特的结构设计实现了高效的动力转化,展现出令人瞩目的多功能性。
这款软体机器人以其轻巧灵活的设计,展现了在全地形上的卓越运动能力。其核心创新在于采用了智能变形水凝胶材料,这种材料能够在特定条件下迅速响应环境变化,实现动态形状的转换。研究人员特别引入了具有超快温度响应的PNIPAm复合水凝胶,其独特的结构设计允许机器人通过外部刺激实现快速弯曲和伸展,进而驱动其在复杂地形上的移动。
机器人通过控制水凝胶材料的温度响应来实现运动。具体而言,通过在水凝胶表面嵌入Fe3O4纳米颗粒,机器人能够利用红外线照射引发快速加热反应,进而驱动机器人各个部分的动态变形。这种机制不仅增强了机器人的运动控制能力,还使其具备了在不同环境下适应和调整的能力。
该研究不仅展示了软体机器人在复杂地形移动的可能性,还探索了其作为动力装置搬运重物的应用潜力。实验结果表明,这款机器人不仅能够在沙地和高山等恶劣环境中自如行走,还能通过整合多个水凝胶电机协同工作,有效搬运重量超过自身数倍的货物。
这一研究成果得益于多个项目的联合资助,包括国家重点研发计划、浙江省自然科学基金等多个国家级和省级科研项目,以及中国科学院青年创新促进会的支持。此外,浙江大学和之江实验室的专家也参与了这一研究,共同推动了这一领域的发展。
这款软体机器人不仅代表了软体机器人技术的重大突破,也为未来的物流、探险、救援等领域提供了新的解决方案。其多功能性和适应性,预示着软体机器人将在更多领域发挥重要作用,引领未来智能材料和机器人技术的发展趋势。