新型軟體機器人問世，磁性微粒鏈成為遠程磁場操控的核心

近日，一個工程師研究團隊研發出一種可遠程磁場控制的軟體機器人，其核心技術在於磁場對軟體機器人內部所嵌入的磁性微粒鏈的操控，這是軟體機器人控制領域的一大根本性進展。

利用這種技術，研究人員已開發出幾種新型軟體機器人裝置，該研究3月28日發表於美國化學協會《應用材料與界面》（Applied Material &Interfaces）雜誌上。

論文作者、北卡羅來納州立大學材料科學與工程學副教授喬·特雷西（Joe Tracy）表示：「通過將這些自組裝微顆粒鏈引入軟體機器人，我們不僅能使機器人執行更複雜的任務，同時還能保持相對簡單的設計。」

這些新型磁場控制軟體機器人的應用範圍十分廣泛，包括用於藥物遞送系統（Drug Delivery System, DDS）的遠程觸發泵，以及開發可遠程部署的結構等。

這項新技術的發明主要基於美國北卡州立大學（NC State）化學和生物分子工程學教授特雷西（Tracy）和奧林·蔚樂（Orlin Velev）有關自組裝磁力驅動複合材料領域的前期工作。

這項研究中，研究人員在聚合物液體混合物中加入磁性微粒，然後施加外部磁場以誘導微顆粒形成互相平行的自組裝鏈。當混合物乾燥後，就形成了內部嵌入規則的磁性微粒鏈的彈性聚合物薄膜。

特雷西說：「正是基於這些磁性微粒鏈，使我們能夠利用外部磁場遠程操控彈性聚合物，從而形成可操控的軟體機器人。」

在控制方面，可以改變磁場的方向及強度。在外部磁場作用下，磁性微粒鏈通過調整其自身及周圍聚合物的方向而進行響應。

利用這種技術，研究人員研發出三種軟體機器人。第一種裝置是懸臂式軟體機器人，該軟體機器人能夠提起其自身重量50倍的重物。第二種裝置是一種仿手風琴式結構，能夠實現擴展和收縮，模擬肌肉的行為。第三種裝置是一種管狀結構，能夠用於設計蠕動泵，被壓縮部分沿著管的長度方向移動，就像人們擠牙膏一樣。

「目前，我們正在努力提升這些裝置的控制和功能，以進一步提高軟體機器人的潛力，」特雷西說。

此外，研究人員還制定了一種衡量指標來評估磁性起重機的性能，例如上述磁性軟體懸臂裝置。

該論文合作者、埃隆大學（Elon University）物理學教授本·埃文斯（Ben Evans）稱，「上述性能評估是基於懸臂裝置所能提升的重量來衡量的，其中要考慮到軟體機器人中嵌入的磁性微粒物質以及所施加的磁場強度。我們認為，對於該領域研究人員來說，這是一個非常有用的工具。」

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