3D打印磁性网格机器人的性能介绍

前沿科技：北卡研究团队创新“水面机器人”

想象一下，一个能漂浮在水面上的网状结构，犹如水面上的精灵，具备独特的动态能力。这并不是幻想，而是北卡罗来纳州立大学研究团队的研发成果。这些看似轻盈的网状结构，实则隐藏着高科技的秘密。它们是通过3D打印技术制造的，嵌入了磁性颗粒，具备拉伸和压缩的能力，能够灵活抓取和移动小物体。

那么，这些“水面机器人”是如何诞生的呢？研究团队运用创新技术，混合了硅微珠、液体硅、水以及关键的羰基铁颗粒，制作出了一种特殊的“墨水”。通过3D打印技术，这些材料被精心打造成各种网状结构。随后，这些结构在烤箱中经过精心固化，形成了柔软而富有韧性的结构。最终，这些“机器人”就像水中的昆虫一样，能够轻盈地漂浮在水面上。

控制这些“水面机器人”的秘诀在于磁场。研究团队通过调整磁场的强度和方向，实现对这些结构的控制。例如，打开磁场可以导致网格向一端碾压，而在关闭磁场时，网格则会恢复到其原始尺寸。这种动态变化使得研究团队能够为各种目的创造出不同的“机器人”设计。

其中一项创新设计中，研究人员创造了一种像弹簧一样的抓取器，一端带有“抓手”。当磁场激活时，弹簧部分会收缩，利用这种力量拖动“抓手”。通过磁场的开关，研究人员能够伸出“抓手”，精确抓住一个小铝球并将其拖走。另一项设计中，研究团队制作了一张大而平的薄片，薄片中间有类似于“线”的结构。当磁场开启时，薄片会向中心收缩，使其表面保持一滴水。关闭磁场后，薄片展开，液滴落入下方的水中。这种设计展示了其在液体运输和混合方面的潜力。

这项研究的通讯作者Orlin Velev表示，这项研究展示了3D打印和柔性机器人相结合的新领域能力，是柔性机器人执行器的早期概念验证。随着技术的不断进步，我们有望看到更多类似的前沿科技产品问世，为人类生活带来更多便利和创新。