从微小的线虫到蚯蚓,再到腹足类动物,通过软体的移动变形来爬行是一种广泛存在的运动方式。不同鳞片的动物利用它在不同的、通常具有挑战性的环境中移动。特别是蜗牛,它们使用粘液——一种滑的、含水的分泌物——来控制脚腹和地面之间的相互作用。它们的粘性运动有一个独特的特性:它可以用于不同的表面,包括木材、金属、玻璃、聚四氟乙烯(PTFE)或各种配置的沙子,如爬行倒置。

对于机器人来说,单只连续脚的低复杂性可以抵抗不利的外部条件和磨损,而与地面的持续接触可以提供高的抗故障能力。机器人的粘着运动一直被限制在外部供电,厘米级的示范机电驱动。

摘要液晶弹性体(LCEs)是一种智能材料,在包括可见光照射在内的不同刺激下,都能表现出宏观、快速、可逆的形状变化。它们可以在微和毫米尺度上制成各种形式,通过分子定向工程,可以执行复杂的驱动模式。

基于LCE连续作动器的光机械响应,研制了一种自然尺度的软蜗牛机器人。机器人的推进是由光诱导的软体移动变形及其与人造黏液层(甘油)的相互作用驱动的。该机器人可以以每分钟几毫米的速度爬行,大约比同等大小的蜗牛慢50倍,还可以爬上垂直的墙壁,爬上玻璃天花板,跨过障碍。

尽管速度慢,需要持续的润滑,低能源效率,弹性体软机器人提供了独特的见解微观力学与智能材料,也可能提供一个方便的平台研究粘着运动。

欲了解更多信息,请联系华沙大学物理学院Piotr Wasylczyk此电子邮件地址正受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript才能查看它。;+48 505 004 059。


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本文首次发表于2021年9月号金宝搏官网杂志。

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