采用新型納米材料器件制成“柔性機(jī)器人”，利用光線照射可跳躍至自身高度5倍以上，并伴隨空中翻滾動(dòng)作。近期，合肥工業(yè)大學(xué)與中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所合作，模擬人類“彈指”動(dòng)作成功研發(fā)出一種新型光驅(qū)動(dòng)跳躍機(jī)器人。國際知名學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)功能材料》日前發(fā)表了該成果。
柔性智能驅(qū)動(dòng)器可將光、電、熱、濕度等外部能量直接轉(zhuǎn)化為器件本身的機(jī)械變形，而無需通過繁瑣的能量轉(zhuǎn)化裝置，近年來引起國際學(xué)術(shù)界的關(guān)注。但對(duì)于目前研究較多的雙層結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器而言，雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)彎曲、扭曲等多種變形形式，也應(yīng)用到仿生機(jī)械手、爬行機(jī)器人等領(lǐng)域，但要實(shí)現(xiàn)快速大變形、多刺激源響應(yīng)以及模擬跳躍、飛行等復(fù)雜動(dòng)作仍面臨挑戰(zhàn)。
近期，合肥工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)與中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究人員合作，設(shè)計(jì)制備了一種具有卷曲形狀的碳納米管聚合物雙層薄膜驅(qū)動(dòng)器，可在低電壓以及光照射下產(chǎn)生從管狀到平直形狀的快速大變形，外部刺激撤除后還能恢復(fù)原始形狀。
科研人員將該驅(qū)動(dòng)器的兩端部分重合來模擬人類的“彈指”動(dòng)作，構(gòu)筑出“光驅(qū)動(dòng)跳躍機(jī)器人”。這種機(jī)器人在光照下，兩端的選擇性非對(duì)稱變形會(huì)導(dǎo)致彈性勢(shì)能積累并瞬間釋放，從而產(chǎn)生跳躍運(yùn)動(dòng)，其跳躍高度可達(dá)到自身高度的5倍以上，并伴隨空中翻滾動(dòng)作。通過改變?nèi)肷涔夥较?，機(jī)器人還可產(chǎn)生類似于不倒翁的周期性搖擺運(yùn)動(dòng)。
研究團(tuán)隊(duì)成員、合肥工業(yè)大學(xué)研究員胡穎介紹，這一成果在智能仿生、柔性傳感等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，目前他們以該驅(qū)動(dòng)器為基礎(chǔ)，進(jìn)一步研發(fā)了光驅(qū)動(dòng)及電驅(qū)動(dòng)爬行機(jī)器人、抓取物體的仿生機(jī)械手，以及能在太陽光照射下綻開的“仿生花朵”等系列智能器件。
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