一款测量为2 厘米的软体机器人在红外光下跳跃和游泳

• 2厘米的软机器人在红外光下跳跃
• 液晶弹性体在加热时会扭曲
• 机器人可以在没有电池的情况下游泳和克服障碍
• 结果发表在《美国国家科学院院刊》上

来自美国的研究人员展示了一种新的软机器人样本——一个由液晶弹性体制成的2厘米机器人。它的紧凑尺寸和灵活结构使其能够在没有传统驱动的情况下执行动态运动。

结构和材料

机器人的主体是一个卷成环的杆，两个端点连接，形成V形尾巴。所使用的液晶弹性体在加热时会改变形状，同时保持足够的弹性以快速恢复到原始状态。

主要的能量来源是红外光。当光线照射到材料上时，材料会加热，其分子会重新排列，杆开始扭曲。积累的变形达到临界值后，尾巴会突然从表面推开，将机器人抛向空中。

在飞行过程中，环会自动展开回到原始形状，为下一个循环做好准备。因此，机器人可以在没有任何外部干预的情况下执行一系列跳跃，只需保持红外辐射的照明即可。

除了在崎岖地形上跳跃，该设备还展示了游泳的能力。得益于其防水外壳和改变体积的能力，机器人可以在水面上移动，利用相同的热转换来产生推动力。

在一系列实验室测试中，机器人完成了超过200次连续跳跃，克服了高达5毫米的障碍，并在一个周期内覆盖了30厘米的距离。同时，能耗保持在低水平：只需维持红外辐射强度在0.5–1瓦/平方厘米的范围内。

作者强调，这种方法为创建能够在传统电机和电池无法或不希望使用的条件下工作的自主软系统开辟了新的可能性。

潜在的应用领域包括在偏远地区的搜索和救援行动、水域环境中的生态参数监测以及微观景观的研究。

未来，团队计划扩大技术规模，探索替代热源，并通过模块化光模式改善机器人的可控性。

来源：N+1