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柔性机器人:太阳一晒就跳跃


本文摘要:记者从合肥工业大学得知,该校顺利研发了一种可在低电压及太阳光太阳光下,产生大变形的新型碳纳米管柔性薄膜智能驱动器,并仿真人类“弹指”的手部动作,设计研发了在外部光照性刺激下产生冲刺运动的柔性“机器人”,该成果日前公开发表在国际最重要学术期刊《先进设备功能材料》上。

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记者从合肥工业大学得知,该校顺利研发了一种可在低电压及太阳光太阳光下,产生大变形的新型碳纳米管柔性薄膜智能驱动器,并仿真人类“弹指”的手部动作,设计研发了在外部光照性刺激下产生冲刺运动的柔性“机器人”,该成果日前公开发表在国际最重要学术期刊《先进设备功能材料》上。柔性智能驱动器可将光、电、热、湿度等外部能量,必要转化成为器件本身的机械变形,需要通过繁复的能量转化成装置,因而更有了科学家们普遍的研究兴趣。但对于非常简单结构、较慢大变形、多源号召,以及能对飞行中、冲刺等简单运动展开仿真的柔性驱动器研究仍面对诸多挑战。

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合肥工业大学科研团队与中国科学院苏州纳米所合作,设计制取的具备卷曲形状的碳纳米管/聚合物双层薄膜驱动器,可在低电压以及光太阳光下,产生从管状到弯曲形状的较慢大变形,并且在电信号或者光照撤去后完全恢复到完整卷曲形状。科研人员将驱动器的两端部分重合来仿真“弹指”中拇指与中指,从而构筑了光驱动冲刺“机器人”。机器人在光照下两个端部的选择性非对称变形造成弹性势能的累积以及瞬间获释,从而产生高度超过自身高度的5倍以上的冲刺运动,并预示空中下坠动作。

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通过转变入射光方向,机器人还可产生类似于不倒翁的周期性摆动运动。“冲刺运动牵涉到到能量的存储以及瞬间获释,柔性仿生智能驱动材料器件不必须通过弹簧、齿轮等结构设计来累积、存储和较慢获释能量,为构建冲刺运动获取了一种全新的方式。”合肥工大胡颖研究员说道,他们还更进一步研发了乌龟机器人、仿生机械手以及能在太阳光太阳光下绽开的仿生花朵等。

这一成果在智能仿生、柔性传感等领域具备广泛应用前景。


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