（記者 徐旻昊）通過(guò)將微觀分子排列與宏觀幾何結(jié)構(gòu)相整合，就可以讓液晶凝膠變身為智能軟體機(jī)器人，在水環(huán)境中進(jìn)行游泳、跳躍、滾動(dòng)、行走、攀爬、搬運(yùn)與踢球等多種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。記者近日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校物理系彭晨暉教授、蔣景華研究員和北京大學(xué)馮帆教授團(tuán)隊(duì)合作，針對(duì)軟體機(jī)器人在水下如何高效、無(wú)纜、可編程地運(yùn)動(dòng)這一挑戰(zhàn)，提出并實(shí)現(xiàn)了一種單片式、光響應(yīng)的水下拓?fù)湟壕z剪紙的設(shè)計(jì)策略。相關(guān)研究成果發(fā)表于材料科學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際頂級(jí)期刊《先進(jìn)功能材料》雜志。
區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)器人采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在液體中行動(dòng)經(jīng)常需要連接纜繩，軟體機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式主要取決于它所使用的智能材料。合作團(tuán)隊(duì)以液晶凝膠為基底，充分發(fā)揮其通過(guò)光響應(yīng)能實(shí)現(xiàn)可編程形變的優(yōu)勢(shì)，在微觀層面進(jìn)行編程，精確控制液晶分子的方向，再切割成所需的形狀，成功制作出具有仿生形態(tài)的液晶凝膠，完成了從納米級(jí)分子排列到厘米級(jí)宏觀形變的跨尺度調(diào)控過(guò)程。在連續(xù)的光照刺激下，形態(tài)各異的液晶凝膠就可以在水環(huán)境中實(shí)現(xiàn)全空間的多功能水下運(yùn)動(dòng)。
合作團(tuán)隊(duì)制造出能夠在水環(huán)境中完成復(fù)雜形狀轉(zhuǎn)變并展現(xiàn)獨(dú)特運(yùn)動(dòng)的軟材料液晶凝膠，實(shí)現(xiàn)了拓?fù)淙毕菖c軟材料之間的成功整合。該成果不僅能夠模擬水生生物的行為，還能催生出超越自然能力的創(chuàng)新游泳模式，在包括生物醫(yī)學(xué)工程、機(jī)器人技術(shù)和材料科學(xué)在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域具有重要應(yīng)用潛力，為水下微型機(jī)器人、血管介入器械、智能傳感貼片等應(yīng)用場(chǎng)景打開新通道。
責(zé)任編輯：王振華
