毛毛蟲機(jī)器人由兩層聚合物組成，當(dāng)暴露在高溫下時(shí)，它們的反應(yīng)不同。底層受熱時(shí)收縮，頂層受熱時(shí)膨脹。

美國北卡羅萊納州立大學(xué)的科學(xué)家們近日公布了一項(xiàng)由毛毛蟲啟發(fā)的軟體機(jī)器人技術(shù)。這一機(jī)器人可以在狹窄空間中靈活移動(dòng)，并借助特殊的銀納米線模式進(jìn)行控制，該模式可以利用熱量來控制機(jī)器人的彎曲方式。

據(jù)了解，該毛毛蟲機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)理與自然界中的毛毛蟲有相似之處，都是通過身體的局部曲率控制運(yùn)動(dòng)。朱勇教授解釋稱：“當(dāng)毛毛蟲向前拉動(dòng)和向后推動(dòng)自己時(shí)，身體的彎曲程度有所不同。我們從這一生物力學(xué)特性中獲取靈感，并通過納米線加熱器模仿這一特性，從而控制軟體機(jī)器人的曲率和運(yùn)動(dòng)?！?/p>

在軟機(jī)器人領(lǐng)域，設(shè)計(jì)能夠在不同方向移動(dòng)的機(jī)器人一直是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。朱勇補(bǔ)充道：“嵌入式納米線加熱器為我們提供了雙向控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的可能性。我們不僅可以通過加熱模式來控制機(jī)器人的彎曲部分，而且可以通過調(diào)節(jié)施加的熱量來控制彎曲的程度。”

這款毛毛蟲機(jī)器人由兩層聚合物構(gòu)成，底層在受熱時(shí)會(huì)收縮，頂層則會(huì)膨脹。銀納米線圖案被嵌入到膨脹的聚合物層中，科學(xué)家可以通過施加不同的電流來控制加熱部分的位置和溫度。

北卡羅來納州立大學(xué)的吳爽博士描述了這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際效果：“毛毛蟲機(jī)器人能夠自行前進(jìn)和后退，電流越大，移動(dòng)速度就越快。不過，我們還需找到一個(gè)最佳循環(huán)，以確保聚合物有時(shí)間冷卻，類似于肌肉在再次收縮前的‘放松’過程?！?/p>

除了基本的移動(dòng)能力，該機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)還可以被精確控制，以便在非常小的間隙下操作。朱勇教授展望未來稱：“這種驅(qū)動(dòng)軟機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的方法極為節(jié)能。我們下一步計(jì)劃將此方法與傳感器或其他技術(shù)相結(jié)合，以便在各種領(lǐng)域，如搜索和救援設(shè)備等方面的應(yīng)用。”

這一創(chuàng)新技術(shù)的公布在國際科技界引起了關(guān)注。毛毛蟲機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)制和控制方式不僅展示了生物與機(jī)器人技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，還為軟機(jī)器人領(lǐng)域的未來發(fā)展打開了新的可能性。