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下一代机器人将是变形机器人

物理学家发现了一种将软体机器人包裹在材料中的新方法,使它们能够以更有目的性的方式移动和发挥作用。这项由英国巴斯大学领导的研究今天在《科学进展》中有所描述。

该研究的作者认为,他们对“活性物质”的突破性建模可能标志着机器人设计的转折点。随着这一概念的进一步发展,有可能不是通过其自然弹性而是通过其表面上的人类控制活动来确定软固体的形状、运动和行为。

普通软质材料的表面总是收缩成球体。想想水珠变成水滴的方式:水珠的出现是因为液体和其他软材料的表面自然收缩成可能的最小表面积——即一个球体。但是可以设计活性物质来对抗这种趋势。这方面的一个例子是一个包裹在一层纳米机器人中的橡胶球,其中机器人被编程为协同工作,以将球扭曲成一个新的、预定的形状。

希望活性物质能产生自下而上功能的新一代机器。因此,这些新机器不是由中央控制器控制(今天的机械臂在工厂中控制的方式),而是由许多单独的活动单元组成,这些单元相互协作以确定机器的运动和功能。这类似于我们自己的生物组织的运作,例如心肌中的纤维。

利用这个想法,科学家们可以设计出带有由柔性材料制成的手臂的软体机器,这些手臂由嵌入其表面的机器人驱动。他们还可以 通过在纳米颗粒表面涂上响应性的活性材料来定制药物输送胶囊的大小和形状。. 这反过来又会对药物与体内细胞的相互作用产生巨大影响。

这项研究是一个重要的概念证明,具有许多有用的意义。例如,未来的技术可以生产出柔软得多的软体机器人,并且更擅长拾取和操作精细材料。

在这项研究中,研究人员开发了理论模拟,描述了一种表面承受主动应力的3D软固体。他们发现这些主动应力会扩大材料的表面,将下面的固体连同它一起拉动,并导致整体形状发生变化。研究人员发现,可以通过改变材料的弹性特性来定制固体采用的精确形状。获 取 更多前沿科技 研究 进展访问:https://byteclicks.com

这项工作是巴斯大学和伯明翰大学之间的合作。

下一代机器人将是变形机器人

活性物质:将弹性球(橙色)包裹在一层微型机器人(蓝色)中,研究人员可以对形状和行为进行编程。

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