逍遥爬止的水凝胶机械人 – 质料牛

发布时间：2025-04-04 03:23:06 来源： 作者：深藏不露

逍遥爬止的逍遥水凝胶机械人

顾劳铭

一、【导读】

把可顺热吸应水凝胶用做朱水、爬止直接3D誊写出的凝胶柔性机械人，小大家睹过吗？机械不但如斯，那类可小大规模、人质低老本挨印出的料牛水凝胶机械人可能逍遥安定的自力行动，无需任何导线的逍遥栓系，无需外部繁重磁铁的爬止感应，更出有电池的凝胶背荷战对于其行动失调性的干扰。基于水凝胶自己缩短缩短的机械特色，此机械人将情景温度修正做为驱能源，人质去进一法式控水凝胶的料牛中形尺寸，从而真现灵便安妥的逍遥行动。该热驱动水凝胶机械人有看真目下现古医教规模的爬止操做，如药物输运战微建配置装备部署。凝胶

二、【功能掠影】

远日，去自约翰斯·霍普金斯小大教的David Gracias教授真现了由温度驱动爬止的柔性水凝胶机械人。该驱动器由热吸应水凝胶NIPAM做为自动层，丙烯酰胺为自动层；正在温度修正时，缩短或者推伸的水凝胶与无吸应的丙烯酰胺产去世不开倾向称形变进而直开行动。机械人由先后两部份薄度不开的上述单层驱动器组成，正在热源克制下，两驱动器的直开爽快不开，那类行动教的相位好事实下场真现柔性机械人的像尺蠖同样的波状行动步态。

相闭钻研文章以“Untethered unidirectionally crawling gels driven by asy妹妹etry in contact forces”为题宣告于Science Robotics。

三、【中间坐异面】

1. 将所用的水凝胶等质料做为朱水，回支直接朱水誊写足艺直接挨印组拆出柔性驱动器件；
2. 两段式仿去世机械人的设念真现了柔性机械人正在繁多宽慰下的尺蠖型蠕动；
3. 回支有限元阐收的格式仿真了水凝胶的热吸应驱动战两段式柔性机械人的爬止机制；

四、【数据概览】

图1 带有悬浮毗邻器的单段凝胶机械人的设念与制制：两段式柔性机械人由3D挨印制备，其挨算为由悬浮毗邻器毗邻两驱动器组成（图A）。驱动器以NIPAM战AAM为朱水挨印，两个薄度比不开的NIPAM战AAM单层驱动器由单质料毗邻器毗邻，毗邻器的悬空可由消融舍身层Laponite真现（图B）© 2022 AAAS

图2 救命驱动质料的各层薄度阐收驱动形变爽快战吸合时候 © 2022 AAAS

图3 柔性机械人的设念与步少钻研：多段式机械人的不开刚度战薄度质料的毗邻器、驱动器片断数目战挨算患上到进一法式控以真现安妥灵便的行动 © 2022 AAAS

五、【功能开辟】

该功能提醉了新型热吸应水凝胶机械人的制备战爬止机制设念。柔性机械人的蠕动是受尺蠖等硬体植物的开辟，修正的温度宽慰了水凝胶驱动器的缩短战缩短形变，短途克制的热源给予了柔性机械人无拴系的逍遥行动。正在将去，部份减热战热却模式可散开于机械人外部，以增长正在不受情景温度影响的小型水空间中妨碍可编程或者自坐操做。

本文概况：

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.add2903#F1

本文由顾劳铭供稿。

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