用磁場和光遠程控制軟機器人

受LED光和磁場作用，形狀記憶「抓鬥」可以實現抓取、傳遞和放下等動作。

sciencedaily網站報道，美國北卡羅來納州立大學和依隆大學的研究人員開發了一種可以遠程控制軟機器人運動的技術。該技術可以將軟機器人鎖定在預定位置，然後在光和磁場的作用下重新配置成新的形狀。相關成果刊登於《科學進展》雜誌。北卡羅來納州立大學材料科學與工程教授、論文作者Joe Tracy說：「軟機器人的可重構性讓我們倍感興奮。通過改變材料的性能，我們可以遠程控制軟機器人的運動——我們可以讓它保持既定形狀、產生形狀變化然後復原。這些變化都是可以重複的。可重構軟機器人技術在生物醫學和航空航天等領域有重要的應用價值。」

研究人員使用嵌入了磁性鐵微粒的聚合物製造了軟機器人。在正常情況下，製造機器人的材料的硬度較高，可以維持自身的形狀。而它在被發光二極體（LED）的光加熱後，材料會變得具有柔韌性。在機器人變得柔韌後，研究人員就能通過施加磁場遠程控制機器人的形狀了。在機器人轉化為研究人員希望的形狀後，通過移除LED燈，機器人又會逐漸恢復原有硬度，有效鎖定形狀。通過再次施加LED光並移除磁場，軟機器人可以恢復原始形狀。總體來講，變形-鎖定-復原等過程可以在光和磁場的作用下重複進行。

在實驗驗證階段，研究人員將軟機器人設計成了「抓鬥」，用於抓取和傳遞物體。此外，這種軟機器人還可以設計成懸臂或機械花瓣。論文第一作者、北卡羅來納州立大學博士生Jessica Liu表示：「我們並不局限於二進位配置。通過控制燈光，我們可以確保機器人在任何時候都保持自己的形狀。」此外，研究人員還開發了一種計算模型，可以簡化軟機器人的設計過程：在構建完成特定任務的原型機之前，研究人員可以利用計算模型微調軟機器人的形狀、聚合物厚度、鐵微粒丰度以及磁場強度和方向等參數。Tracy教授展望說：「下一步的工作主要是聚合物的優化。例如，我們可以調整工程聚合物在不同溫度下的響應性，滿足特定應用的需求。」

科界原創

編譯：雷鑫宇

審稿：alone

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