我國學(xué)者研發(fā)出“柔性機(jī)器人”可利用光照實現(xiàn)跳躍
合肥10月12日電，采用新型納米材料器件制成柔性機(jī)器人，利用光線照射可跳躍至自身高度5倍以上，并伴隨空中翻滾動作。近期，合肥工業(yè)大學(xué)與中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所合作，模擬人類彈指動作成功研發(fā)出一種新型光驅(qū)動跳躍機(jī)器人。國際知名學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)功能材料》日前發(fā)表了該成果。
柔性智能驅(qū)動器可將光、電、熱、濕度等外部能量直接轉(zhuǎn)化為器件本身的機(jī)械變形，而無需通過繁瑣的能量轉(zhuǎn)化裝置，近年來引起國際學(xué)術(shù)界的關(guān)注。但對于目前研究較多的雙層結(jié)構(gòu)驅(qū)動器而言，雖然已經(jīng)實現(xiàn)彎曲、扭曲等多種變形形式，也應(yīng)用到仿生機(jī)械手、爬行機(jī)器人等領(lǐng)域，但要實現(xiàn)快速大變形、多刺激源響應(yīng)以及模擬跳躍、飛行等復(fù)雜動作仍面臨挑戰(zhàn)。
近期，合肥工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊與中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究人員合作，設(shè)計制備了一種具有卷曲形狀的碳納米管聚合物雙層薄膜驅(qū)動器，機(jī)器人維修，可在低電壓以及光照射下產(chǎn)生從管狀到平直形狀的快速大變形，工業(yè)機(jī)器人維修，外部刺激撤除后還能恢復(fù)原始形狀。
科研人員將該驅(qū)動器的兩端部分重合來模擬人類的彈指動作，構(gòu)筑出光驅(qū)動跳躍機(jī)器人。這種機(jī)器人在光照下，兩端的選擇性非對稱變形會導(dǎo)致彈性勢能積累并瞬間釋放，機(jī)器人維修，從而產(chǎn)生跳躍運動，其跳躍高度可達(dá)到自身高度的5倍以上，并伴隨空中翻滾動作。通過改變?nèi)肷涔夥较颍瑱C(jī)器人還可產(chǎn)生類似于不倒翁的周期性搖擺運動。
研究團(tuán)隊成員、合肥工業(yè)大學(xué)研究員胡穎介紹，這一成果在智能仿生、柔性傳感等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，目前他們以該驅(qū)動器為基礎(chǔ)，進(jìn)一步研發(fā)了光驅(qū)動及電驅(qū)動爬行機(jī)器人、抓取物體的仿生機(jī)械手，以及能在太陽光照射下綻開的仿生花朵等系列智能器件。