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可编程改变形状!中科院研发磁性像素软机器人

Emma Chou

磁性软机器人是一种系统,当对其施加磁场时,它们可以改变形状或执行不同的动作。这些机器人具有许多优势特性,包括无线驱动、高灵活性和无限耐力延伸。

未来,微型磁软机器人可以在各种环境中应用;例如,帮助人类监测环境,或远程执行生物医学程序。然而迄今为止,所开发的大多数系统只能完成简单的任务并呈现有限的形状。

中国科学院的研究人员最近设计了一种新技术,用于制造形状可编程的磁软机器人。他们创建基于磁性像素的新机器人,该机器人可以改变形状并完成各种动作或任务。

研究人员表示,无论是基于软磁材料还是硬磁材料,大多数软机器人的磁化过程都与其制造过程相结合。换句话说,这种机器人,不能像传统的带有控制单元的机器人那样,通过程序实现功能的重新配置。这意味着磁软机器人要应用于现实世界的环境还有很长的路要走。

研究人员引入的新方法可以创建重复编程的磁性软机器人。这种方法背后的关键原理是将用于制造机器人的磁性颗粒包裹在相变材料中。通过改变温度,可以根据需要重复“写入”和“擦除”磁化曲线。通过改变弹性体中的磁化分布,机器人可以产生不同的响应动作。

研究人员使用一种称为激光辅助加热的过程分别磁化了每个磁性像素。因此,机器人可以保持固定的形状,只需切换到“刚体”模式即可。此外,它的磁化强度和刚度都可以轻松编程。

未来,磁编码技术可用于制造软磁机器人。这项研究突出了大规模制造磁性、可重复使用软机器人的可行性。这些机器人对于环境监测、药物运输和体内采样特别有用。

研究人员表示下一步将进一步缩小机器人的尺寸,并尝试设计一种3D结构。

题为Shape Programmable Magnetic Pixel Soft Robot的相关研究论文发表在arXiv上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文:

https://arxiv.org/abs/2111.00422


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