一张白色半透明的小卡片，当放置在200摄氏度的热表面上时，立刻卷曲起来。

这张卡片不仅能卷曲，还能一步步向前移动。每当新的面接触到热表面时，就会推动它转向下一个面。研究人员将其命名为“Rollbot”。

如果改变其形状并放入热水中，它会迅速折叠起来。从侧面看，这种折叠方式很像一只青蛙。仔细观察会发现，卡片上的不同“关节”并非同步弯曲，有的先弯曲，有的后弯曲，最终形成类似回形针的形状。

一旦从热水中取出，温度下降后，卡片又能重新展开平整。

实际上，这是由哈佛大学和加州理工学院联合研发的一种软体机器人。尽管不插电，它仍能通过受热来实现弯曲变形，从而完成各种动作。

这种软体机器人的独特之处在于，它能够在不同环境下灵活变形，并且可以通过调节材料结构来适应特定环境。未来，这类机器人有望在医疗和工业领域发挥重要作用。

你一热，它就弯

为何一个机器人会在受热时弯曲？

这是因为该机器人采用了特殊的铰链结构，这种结构由液晶弹性体（LCE）制成。LCE材料在特定温度下会弯曲，在另一温度下则会伸直。两种状态之间的转换温度决定了材料的弯曲程度。

研究人员使用了两种不同类型的LCE材料，它们的转变温度分别为24摄氏度和96摄氏度。这两种材料的化学成分不同，具体表现也有所不同。

通过3D打印技术，可以将这些铰链结构打印出来。由于打印时的横纵排列不同，铰链结构在温度变化时会分别向两侧弯曲，形成山形或谷形结构。这种方式可以精确控制折叠的方向，无需人工干预。

此外，折叠的角度也可以通过调整材料和尺寸来控制。尽管理论上可以达到180度的折叠，但具体角度取决于铰链的材料和尺寸。

弯折方式为所欲为

利用这种铰链结构，你可以预先设定卡片应该朝哪个方向弯曲、在什么温度下弯曲以及弯曲的角度。这样可以根据具体应用场景设计出合适的软体机器人。

例如，这种软体机器人由50个铰链组成，每个铰链宽6毫米，厚0.5毫米，可以在180度范围内自由折叠。

在室温下，卡片呈现展开状态；加热到95摄氏度时，底部的方块会变平；加热到155摄氏度时，底部的方块也会变平。一旦恢复到室温，两个方块会重新展开。

哈佛&加州理工出品

这项研究由两位共同一作完成。

一位是Arda Kotikian，她本科学习化学和数学，现在是哈佛大学约翰·保罗森工程与应用科学学院的研究生，专注于用LCE材料开发软体机器人。

另一位是Connor McMahan，他是加州理工学院的机械和土木工程博士生，一直致力于研究形状变化结构。此外，他还是NASA的研究员。

传送门

论文链接：Untethered soft robotic matter with passive control of shape morphing and propulsion

— 完 —

诚挚招聘

量子位正在招募编辑/记者，工作地点在北京中关村。期待有才华、有热情的你加入我们！详情请在量子位公众号(QbitAI)对话界面回复“招聘”二字。

量子位 QbitAI · 头条号签约作者