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新研究助力 下一代機器人可變形?

發布日期: 2022-03-16 08:32:46

 

物理學家發現了一種新方法,可以給軟體機器人覆蓋一些材料,使它們能以更有目的性的方式移動和運轉。由英國巴斯大學主導的這項研究日前發表在美國《科學進展》雜志上。


研究報告的作者認為,他們使用“活性物質”進行的突破性建??赡軜酥局鴻C器人設計的一個轉折點。


普通軟性材料的表面總會縮成一個球體。比如,水珠的出現是因為液體和其他軟性物質的表面會自然收縮到盡可能小的表面積——即球體。但活性物質可以設計成能夠對抗這一趨勢。一個例子是包裹在一層納米機器人中的橡皮球,通過編程,這些機器人可以協同工作,把這個球變為一個預先確定的新形狀。


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人們希望,活性物質將帶來能自下而上運轉的新一代機器。這些新機器不是由中央控制器來控制,而是由許多活性單位制成,這些單位會相互合作,以決定機器的運動和功能。這類似于人體生物組織的運轉,如心肌中的纖維。


通過在納米粒子表面覆蓋響應型活性材料,還可以按需定制藥物膠囊的大小和形狀。這可能對藥物與人體細胞相互作用的方式產生巨大影響。


研究報告的通訊作者安東·蘇斯洛夫博士說:“這項研究具有許多實用意義。例如,未來的技術可能制造出更軟、能夠更好地操作精密材料的軟體機器人?!?/p>


在這項研究中,研究人員提出了理論并進行了模擬,描述了一種表面受到主動壓力的3D軟固體。他們發現,這些主動壓力擴大了材料表面,同時拉動了下面的固體,從而導致了整體形狀改變。固體呈現的精確形狀可以通過改變這種材料的彈性性能來調整。


在下一階段,研究人員將把這項一般原則應用于設計特定機器人,比如軟體機械臂。



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