如今，大多數(shù)軟機(jī)器人都依靠外部電源和控制，從而將它們束縛于機(jī)外系統(tǒng)或由硬質(zhì)組件操縱?，F(xiàn)在，哈佛大學(xué)約翰·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)和加州理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了受折紙啟發(fā)的軟機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以響應(yīng)外部刺激而移動和改變形狀，從而為完全不受束縛的軟機(jī)器人。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》上。

SEAS漢斯·喬治·懷斯生物啟發(fā)工程學(xué)教授，合著者之一詹妮弗·劉易斯說：“將活性材料整合到3D打印物體中的能力使設(shè)計(jì)和制造全新類別的軟機(jī)器人物質(zhì)成為可能。”研究。

研究人員轉(zhuǎn)向折紙來創(chuàng)建多功能軟機(jī)器人。通過順序折疊，折紙可以在單個結(jié)構(gòu)中編碼多種形狀和功能。研究團(tuán)隊(duì)使用被稱為液晶彈性體的材料在受熱時會變形，從而3D打印兩種類型的軟鉸鏈，這些鉸鏈在不同溫度下折疊，因此可以編程為按特定順序折疊。

“通過我們的3-D打印主動鉸鏈方法，我們可以在溫度響應(yīng)，鉸鏈可施加的扭矩，彎曲角度和折疊方向方面實(shí)現(xiàn)完全可編程。我們的制造方法有助于將這些主動組件與其他材料集成在一起。” SEAS研究生院和文理學(xué)院研究生院Arda Kotikian說，該論文的第一作者。

“使用鉸鏈?zhǔn)咕幊虣C(jī)器人功能和控制機(jī)器人如何改變形狀變得更加容易。您無需對軟機(jī)器人的整個身體進(jìn)行難以預(yù)測的變形，而只需要對機(jī)器人的幾個小區(qū)域進(jìn)行編程即可。您的結(jié)構(gòu)將響應(yīng)溫度的變化，”加州理工學(xué)院的研究生，該論文的第一作者之一康納·麥克馬漢(Connor McMahan)說。

為了演示這種方法，Kotikian，McMahan和他的團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了幾種軟設(shè)備，其中包括一個無繩的軟機(jī)器人，綽號為“ Rollbot”。Rollbot開始時是一塊平板，長約8厘米，寬約4厘米。當(dāng)放置在約200°C的高溫表面上時，一組鉸鏈會折疊，并且機(jī)器人會卷曲成五角形的輪子。

另一組鉸鏈嵌入車輪的五個側(cè)面。鉸鏈與高溫表面接觸時會折疊，從而推動車輪轉(zhuǎn)向下一個鉸鏈折疊的下一個側(cè)面。當(dāng)它們從熱表面滾落時，鉸鏈會展開并為下一個周期做好準(zhǔn)備。