據媒體報道，國外某研發團隊利用液晶彈性(xing)體設計(ji)了一種自(zi)動折疊機器人，加(jia)熱時會像人造肌(ji)肉一樣收縮，還(huan)把它疊成了不(bu)同的形(xing)狀。
別看它(ta)長得小小的(de)，它(ta)能抬起比自身重38倍的(de)重量(liang)，研究人員管它(ta)叫(jiao)做起重機(ji)。
堅韌(ren)的同時不失(shi)美感，仿佛一朵百合花緩(huan)緩(huan)綻放(fang)。
; 研究人(ren)員選擇(ze)用加熱的方(fang)式驅(qu)動(dong)液晶(jing)彈性(xing)(xing)體(ti)，利用光刻技術將加熱層(ceng)嵌入了液晶(jing)彈性(xing)(xing)體(ti)中。“起重機”的折(zhe)疊(die)結構是一(yi)種稱聯動(dong)的機制，可(ke)(ke)以使單個(ge)驅(qu)動(dong)肌肉可(ke)(ke)以在兩(liang)個(ge)方(fang)向上折(zhe)疊(die)。當(dang)液晶(jing)彈性(xing)(xing)體(ti)被(bei)加熱時(shi)，致(zhi)動(dong)器處于(yu)彈出狀態(tai)；材料被(bei)冷卻后，致(zhi)動(dong)器自動(dong)縮回(hui)扁平(ping)狀。
“起重機”的收縮與(yu)液(ye)晶(jing)彈(dan)性體的加(jia)熱(re)時間有關，當加(jia)熱(re)到(dao)30s左右，材(cai)料的應變能力達到(dao)峰值，‘起重機’完全展開，折疊角最大為64°；當加(jia)熱(re)停止時，液(ye)晶(jing)彈(dan)性體開始立刻松(song)弛(chi)，但要達到(dao)完全松(song)弛(chi)狀態(tai)需(xu)要2分鐘。
“起重機”的(de)負重能力隨溫度的(de)增加(jia)而增加(jia)。在啟(qi)動狀態，眨(zha)眼(yan)間便(bian)可抬起20g的(de)負載(zai)。
它的最大(da)負(fu)載能(neng)(neng)力可達到200g，這對于僅一層智能(neng)(neng)材(cai)料的負(fu)重能(neng)(neng)力來說已經很優秀了。
研(yan)究人員將三個“起重機(ji)”模塊連(lian)接組成爬行機(ji)器人，并分配(pei)每個模塊的收縮與(yu)松弛序列(lie)。連(lian)接在一起的模塊在啟動時會(hui)互相(xiang)約(yue)束，因此(ci)發生傾斜。
當第(di)一(yi)個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)收縮(suo)并傾(qing)(qing)斜時(shi)，它就(jiu)開始將運動(dong)(dong)波傳播到第(di)二(er)(er)個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)，第(di)二(er)(er)個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)收縮(suo)并傾(qing)(qing)斜使(shi)它就(jiu)充當爬(pa)蟲的(de)錨(mao)點（高摩擦力(li)點），這(zhe)時(shi)第(di)一(yi)個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)松弛下來，第(di)三個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)收縮(suo)成為錨(mao)點，而(er)前(qian)兩個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)一(yi)起(qi)松弛，是機器人產生運動(dong)(dong)。這(zhe)種行為使(shi)機器人的(de)運動(dong)(dong)方向(xiang)與驅動(dong)(dong)順(shun)序(xu)相(xiang)反，例如，從第(di)一(yi)個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)開始驅動(dong)(dong)時(shi)，機器人向(xiang)后(hou)爬(pa)行了(le)17mm；而(er)從第(di)三個(ge)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)驅動(dong)(dong)，機器人則向(xiang)前(qian)爬(pa)行了(le)10mm。
從折(zhe)紙藝術中(zhong)(zhong)汲取靈感的機(ji)器(qi)人和(he)機(ji)構設計具有產生緊湊，可部署，輕(qing)型(xing)的變(bian)形(xing)結構的潛力(li)，正如自然界所看到(dao)的那樣，可應用于搜救，航(hang)空(kong)航(hang)天系統和(he)醫療設備中(zhong)(zhong)。在(zai)這項(xiang)工(gong)作(zuo)中(zhong)(zhong)，液晶彈性體作(zuo)為人造(zao)肌(ji)肉，通過逐層過程獲得肌(ji)腱(jian)驅動的驅動力(li)，并使(shi)用鏈接機(ji)制生成可逆的自折(zhe)疊(die)模塊(kuai)。通過三(san)個模塊(kuai)制作(zuo)了自折(zhe)疊(die)爬行機(ji)器(qi)人。
液晶(jing)彈(dan)性(xing)體制作(zuo)折疊機器人的(de)(de)最大(da)的(de)(de)挑戰在于(yu)，它的(de)(de)致(zhi)動(dong)是熱驅動(dong)的(de)(de)，因此從激活到松弛的(de)(de)時間過長(chang)，也不利于(yu)節能。未來的(de)(de)工作(zuo)集中(zhong)在調(diao)整液晶(jing)彈(dan)性(xing)體的(de)(de)性(xing)能上，以使其達到較低(di)的(de)(de)轉變溫度。