據(jù)國(guó)內(nèi)媒體報(bào)道，《通訊 - 材料》最新發(fā)表了一篇技術(shù)研發(fā)成果論文，研究人員已成功研發(fā)出一種新型的磁驅(qū)動(dòng)高速軟體機(jī)器人，這種機(jī)器人可以行走、游泳、漂浮和捕捉活體蒼蠅。

該論文指出，對(duì)于自然界的生物而言，高速行動(dòng)對(duì)捕獵、逃跑和飛行至關(guān)重要，這對(duì)于軟體機(jī)器人也一樣有用，因?yàn)樗箼C(jī)器人可以捕捉快速移動(dòng)的物體，并對(duì)周圍動(dòng)態(tài)環(huán)境迅速做出反應(yīng)，但是，要在機(jī)器人身上復(fù)制這種高速行動(dòng)非常具有挑戰(zhàn)性。電動(dòng)機(jī)可以在“硬體”機(jī)器人身上模仿這種行為，但使用的是一些基于塑料或橡膠等材料所制造的便宜而簡(jiǎn)單的機(jī)器人系統(tǒng)。

論文通訊作者、德國(guó)亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫研究中心的丹尼斯·馬卡羅夫（Denys Makarov）及同事，在論文中展示了磁驅(qū)動(dòng)高速軟體機(jī)器人的設(shè)計(jì)原理、材料和制作工藝，他們?cè)跈C(jī)器人體內(nèi)嵌入微小的磁體，能快速響應(yīng)磁場(chǎng)，使機(jī)器人可以根據(jù)它們具體的形狀移動(dòng)。

據(jù)介紹，這種設(shè)計(jì)取得了迄今已報(bào)道的軟體機(jī)器人最高的比能量密度，其對(duì)于低磁場(chǎng)下的高速驅(qū)動(dòng)很關(guān)鍵。

論文作者表示，未來(lái)，這些機(jī)器人或可用于生物組織工程，作為更大的機(jī)器人系統(tǒng)的組成成分，也可用于研究高速行動(dòng)生物體的生物力學(xué)響應(yīng)。

這種機(jī)器人外形如同紙張，可以做到薄如蟬翼。材料內(nèi)部被嵌入了微小的磁體，無(wú)需電力驅(qū)動(dòng)，可以根據(jù)磁場(chǎng)變化進(jìn)行形狀、動(dòng)作的變化。

論文通訊作者 Denys Makarov 及其團(tuán)隊(duì)在論文中展示了磁驅(qū)動(dòng)高速軟體機(jī)器人的設(shè)計(jì)原理、材料和制作工藝。

他們?cè)跈C(jī)器人體內(nèi)嵌入微小的磁體，能快速響應(yīng)磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了迄今最高的比能量密度，這對(duì)于低磁場(chǎng)下的高速驅(qū)動(dòng)很關(guān)鍵。

在實(shí)驗(yàn)示例中，重 23mg、厚 200um 的四臂機(jī)器人在 3.7mT 磁場(chǎng)作用下漂??；蝠鲼形態(tài)的機(jī)器人可以在水中運(yùn)輸物品，尺寸為 17mmx19mm，厚度 80um；一個(gè)六臂機(jī)器人可以抓取、運(yùn)輸和釋放無(wú)磁性物體，直徑 20mm 厚度 80um。

一個(gè)花形機(jī)器人在一只蒼蠅觸發(fā)陷阱后捕捉了它，隨后張開(kāi)磁驅(qū)動(dòng)的八臂釋放了它，其直徑 25mm，厚度 200um。

軟體機(jī)器人，作為一種模仿生物并能與人安全交互的新型機(jī)器人，是近年來(lái)機(jī)器人學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科交叉領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。然而要想實(shí)現(xiàn)能媲美生物體運(yùn)動(dòng)靈活準(zhǔn)確、承受外載高效、適應(yīng)環(huán)境迅速等復(fù)雜特性和功能，軟體機(jī)器人在材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還面臨很大挑戰(zhàn)。

由剛、柔結(jié)構(gòu)共同組成的張拉整體結(jié)構(gòu)就是一個(gè)新的突破點(diǎn)。然而，如何實(shí)現(xiàn)張拉整體結(jié)構(gòu)的快速制造，如何利用張拉整體結(jié)構(gòu)增強(qiáng)軟體機(jī)器人機(jī)械性能等問(wèn)題依然有待解決。
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