多功能微型軟體機(jī)器人推出，攻克了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料性能協(xié)同的難題

4月1日消息，中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院了解到，該院科研人員研制出一種集運(yùn)動(dòng)、變形、變色于一體的多功能微型軟體機(jī)器人，有望在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

這種微型軟體機(jī)器人的尺寸為毫米級，外形像一個(gè)柳葉鰻的幼體，此次研究成果的創(chuàng)新之處在于，通過模仿章魚對環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，攻克了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料性能協(xié)同的難題。

研究發(fā)現(xiàn)，隨著科研人員調(diào)控磁場的方向和頻率，這種微型軟體機(jī)器人就能夠在水中做出爬行、滾動(dòng)、擺動(dòng)、螺旋式前進(jìn)等多種形態(tài)的運(yùn)動(dòng)，并且能夠精準(zhǔn)地穿過2毫米高以及450微米寬兩種規(guī)格的狹窄通道。此外，這種微型軟體機(jī)器人還能變形和變色。研究發(fā)現(xiàn)，在遇到孔洞尺寸比機(jī)器人自身尺寸更小時(shí)，這種微型軟體機(jī)器人在光熱作用下可以縮小至原身體尺寸的35%，從而穿過小于自身原本尺寸的狹窄空間。同時(shí)，當(dāng)溫度變化時(shí)，微型軟體機(jī)器人可以通過自身顏色變化實(shí)時(shí)反映周圍環(huán)境的變化。

此前，科研人員一直試圖研制出能夠在復(fù)雜環(huán)境下執(zhí)行任務(wù)的微型軟體機(jī)器人。但是，受機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料性能的影響，部分微型軟體機(jī)器人功能局限性強(qiáng)，應(yīng)用場景有限。

該研究項(xiàng)目牽頭人、中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員杜學(xué)敏說，這種微型軟體機(jī)器人的尺寸為毫米級，外形像一個(gè)柳葉鰻的幼體，此次研究成果的創(chuàng)新之處在于，通過模仿章魚對環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，攻克了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料性能協(xié)同的難題。

研究發(fā)現(xiàn)，隨著科研人員調(diào)控磁場的方向和頻率，這種微型軟體機(jī)器人能夠在水中做出爬行、滾動(dòng)、擺動(dòng)、螺旋式前進(jìn)等多種形態(tài)的運(yùn)動(dòng)，并且能夠精準(zhǔn)地穿過2毫米高以及450微米寬兩種規(guī)格的狹窄通道。

除了運(yùn)動(dòng)之外，這種微型軟體機(jī)器人還能變形和變色。研究發(fā)現(xiàn)，在遇到孔洞尺寸比機(jī)器人自身尺寸更小時(shí)，這種微型軟體機(jī)器人在光熱作用下可以縮小至原身體尺寸的35%，從而穿過小于自身原本尺寸的狹窄空間。同時(shí)，當(dāng)溫度變化時(shí)，微型軟體機(jī)器人可以通過自身顏色變化實(shí)時(shí)反映周圍環(huán)境的變化。

“我們此前模仿含羞草、變色龍等生物做出的微型軟體機(jī)器人功能相對單一，而此次實(shí)現(xiàn)了多種形態(tài)運(yùn)動(dòng)、自感知變色、自適應(yīng)變形的多功能融合，這是設(shè)計(jì)理念的一次突破，有望拓展微型軟體機(jī)器人在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的應(yīng)用?！倍艑W(xué)敏說。

“我們此前模仿含羞草、變色龍等生物做出的微型軟體機(jī)器人功能相對單一，而此次實(shí)現(xiàn)了多種形態(tài)運(yùn)動(dòng)、自感知變色、自適應(yīng)變形的多功能融合，這是設(shè)計(jì)理念的一次突破，有望拓展微型軟體機(jī)器人在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的應(yīng)用?！倍艑W(xué)敏說。

據(jù)了解，該研究成果近日已發(fā)表于國際材料學(xué)權(quán)威期刊《先進(jìn)功能材料》。

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