近年來(lái)，一類全新的機(jī)器人受到自然形態(tài)的啟發(fā)，并使用柔軟，彈性的彈性體制造而成，其設(shè)計(jì)能夠抓取物體，行走甚至跳躍，從而席卷了整個(gè)領(lǐng)域。

盡管進(jìn)行了這些創(chuàng)新，但是所謂的“軟”機(jī)器人仍然帶有一些“硬”部件。

在伍德福德L.和安·阿·弗羅斯特大學(xué)的喬治·懷特塞德斯教授的實(shí)驗(yàn)室里工作的博士生菲利普·羅特蒙德說(shuō)，特別是直到現(xiàn)在，機(jī)器人的充氣和放氣通常都由現(xiàn)成的氣動(dòng)閥控制。

羅特蒙德和博士后研究員丹尼爾·普雷斯頓(Daniel Preston)創(chuàng)建了一個(gè)軟閥，該閥可以替代此類硬部件，并可能導(dǎo)致創(chuàng)建完全軟的機(jī)器人。該閥的結(jié)構(gòu)還可用于產(chǎn)生獨(dú)特的振蕩行為，甚至可用于構(gòu)建軟邏輯電路。最近在《科學(xué)機(jī)器人》雜志上發(fā)表的一篇論文中介紹了該閥。

除了Rothemund和Preston之外，該研究還由化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)系的Alar Ainla，Lee Belding和Sarah Kurihara，卡夫里生物與科學(xué)研究院的Zhigang Suo和Whitesides共同撰寫(xiě)。

羅特蒙德說(shuō)：“人們已經(jīng)建造了許多不同類型的軟機(jī)器人……而它們最終都是由硬閥控制的。” “我們的想法是將這些控制功能內(nèi)置到機(jī)器人本身中，因此我們不再需要這些堅(jiān)硬的外部零件。該閥結(jié)合了兩個(gè)簡(jiǎn)單的想法，第一個(gè)是膜類似于'波普爾'玩具，第二個(gè)是當(dāng)您扭結(jié)這些管子時(shí)，就像扭結(jié)一根花園軟管以阻止水流一樣。”

Preston和Rothemund展示的閥門內(nèi)置于一個(gè)圓柱體中，該圓柱體由硅樹(shù)脂膜隔開(kāi)，形成上下腔室。

給下部腔室加壓迫使膜彈出，而釋放壓力使膜彈出回到其“靜止”狀態(tài)。每個(gè)腔室還包含一個(gè)管，當(dāng)膜切換方向時(shí)可以扭結(jié)，從而有效地打開(kāi)或關(guān)閉閥門。

普雷斯頓說(shuō)：“無(wú)論方向是什么，它都在上方或下方彎折。” “因此，當(dāng)其彈出時(shí)，底管會(huì)扭結(jié)，并且沒(méi)有空氣流過(guò)底管。當(dāng)膜彈出時(shí)，頂管會(huì)扭結(jié)，底管會(huì)彎曲，并且空氣可以流經(jīng)底管。我們可以在這兩種狀態(tài)之間來(lái)回切換……來(lái)切換輸出。”