可随温度变化而变形 新型机器人无需电机就可自
在科技的浩瀚海洋中,工程师们总是不断突破极限,挑战未知。如今,加州理工学院和苏黎世联邦理工学院的工程师们,开发出了一种全新的机器人技术,让机器人在无需电机、伺服系统或电源的情况下,也能自由游动。这项革新模糊了材料与机器人之间的界限,让自主装置的未来充满了无限可能。
想象一下,一个机器人不再需要电池或电源,而是通过水中的桨自行划动前进。它的动力来源于一种特殊的材料,这种材料能在温度变化时发生变形,推动桨叶运动。这项技术的核心在于一种双稳态元件制成的开关,它能在两个不同的几何形状之间稳定切换,当被一种柔性聚合材料推动时,它会从一个状态跃迁到另一个状态。
当这个机器人被置于温水中时,冷态的聚合物会伸出,激活内部的开关。这一转变释放的能量,就像点燃了一簇火花,驱动机器人向前移动。更神奇的是,这些聚合物的响应速度可以通过调整其厚度来控制,这让机器人能够以不同的速度转动和移动。
这项研究的灵感来自于加州理工学院航空航天教授Daraio和Dennis Kochmann的前期工作,他们曾使用双稳态元件链来传输信号,建立类似计算机的逻辑门。在的设计中,Daraio团队及其合作者成功地将聚合物元素和开关连接起来,使机器人能够通过划动桨叶来前进,承载有效载荷,并反向划桨。
这一技术的潜力令人振奋。想象一下,在未来的版本中,机器人可以响应其他环境线索,如pH值或盐度变化。甚至有可能在机器人内部检测化学物质的泄漏,或者利用更小尺寸的机器人来递送药物。这一切的神奇之处在于,这些机器人不再是被预先编程的,而是能够根据环境变化自我调整。
目前双稳态元件在释放能量后需要手动复位。工程师们正计划一种新的设计方式,让元件能在水温波动时自我复位,这样,只要环境有所变动,他们就可以持续不断地动作。
这项研究不仅展示了技术的突破,更是开启了一扇通往未来的大门。在这个大门里,机器人的运动不再受制于电源和复杂的机械系统,而是可以根据环境变化自我调整。这是一个全新的时代,一个充满无限可能的时代。