软体折纸机器人无需电机或齿轮即可移动

“日本古代艺术将无骨机器人变为现实!”听起来很像电影情节摘要。事实上,它完美地描述了普林斯顿大学工程师的工作,他们创造了一种无需单个电机或齿轮即可移动的机器人,而是利用热量和折纸原理。他们的软机器人系统依靠热敏先进材料、灵活的嵌入式电子设备和精心设计的折叠结构的组合来产生运动,抛弃了传统的机械部件。继续阅读类别:机器人,工程标签:软机器人,普林斯顿大学,折纸

来源:New Atlas | robotics

“日本古代艺术将无骨机器人变为现实!”听起来很像电影情节摘要。事实上,它完美地描述了普林斯顿大学工程师的工作,他们创造了一种无需单个电机或齿轮即可移动的机器人,而是利用热量和折纸原理。他们的软机器人系统依靠热敏先进材料、灵活的嵌入式电子设备和精心设计的折叠结构的组合来产生运动,抛弃了传统的机械部件。

软机器人是机器人学的一个子领域,它的特点是机器人可以是软软的,专注于用高度灵活、可变形的材料和系统构建机器人。这些软机器人的灵活性使它们非常适合刚性机器难以完成的任务,例如操纵精致的物体、在狭小的空间中导航以及用作人体内的医疗植入物或药物输送系统。

问题在于,大多数软体机器人仍然依赖电机、执行器或外部气动系统来移动,限制了它们的小型化、轻量化和真正的“柔软”。普林斯顿大学团队通过结合两个很少交叉的领域来应对这一挑战:材料科学和折纸工程。

他们的设计核心是一种称为液晶弹性体的特殊聚合物,与普通柔性材料不同,它具有内部有序的分子结构。研究人员使用定制的 3D 打印机,在打印材料时逐个区域地对分子的方向进行编程,从而创建出在加热时做出不同反应的不同区域。

通过以特定的模式排列这些区域,团队有效地将“铰链”直接构建到材料中。当施加热量时,这些铰链以可预测的方式收缩,导致结构根据预先设计的顺序折叠和展开。

普林斯顿大学

该团队在《先进功能材料》杂志上发表了其研究成果。

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