加利福尼亞大學圣地亞哥分校的工程師已經開發(fā)出一種構建緊湊，便攜式和多功能軟機器人的方法。通過制造柔軟的管狀致動器來實現(xiàn)這一進步，該致動器的運動受到電氣控制，使其易于與小型電子元件集成。

作為概念驗證，工程師使用這些新的執(zhí)行器構建了一個柔軟的電池供電的機器人，該機器人可以不受約束地在平坦的表面上行走并移動物體。他們還建造了一個柔軟的抓手，可以抓起和撿起小物體。

該團隊由加州大學圣地亞哥分校機械和航空工程學教授蔡勝強帶領，于10月11日在《科學進展》上發(fā)表了這項研究。

大多數(shù)軟執(zhí)行器的問題在于它們具有龐大的設置。那是因為它們的運動是通過泵送空氣或流體通過內部腔室來控制的。因此，構建具有此類執(zhí)行器的機器人將需要將其束縛到泵，大型電源和其他專用設備上。

在當前的研究中，加州大學圣地亞哥分校的工程師創(chuàng)建了由電控制的軟執(zhí)行器。蔡說：“此功能使我們的管狀執(zhí)行器與大多數(shù)低成本的市售電子設備和電池兼容。”

致動器由一種用于機器人人工肌肉的材料制成，稱為液晶彈性體。它們由嵌入彈性聚合物網(wǎng)絡中的液晶分子組成。這些材料的獨特之處在于它們響應熱或電等刺激而改變形狀，移動和收縮，類似于肌肉響應神經細胞的信號而收縮。

為了構造每個執(zhí)行器，工程師將三根加熱絲夾在兩層液晶彈性體薄膜之間。然后將材料卷成管，進行預拉伸并暴露在紫外線下。

可以獨立控制每條加熱絲，以使管子在六個不同的方向上彎曲。當電流通過一根或兩根電線時，它會加熱管子的一部分并使其向那些電線的方向彎曲。當電流通過所有三根導線傳輸時，整個管子會收縮，從而縮短長度。關閉電源后，燈管會慢慢冷卻并恢復其原始形狀。