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新型软体机器人能像植物卷须一样卷曲和攀爬

科学家们设计了一种软性机器人,它可以像植物卷须一样卷曲和攀爬,这一进步可能为改变形状的可穿戴设备铺平道路。

意大利Istituto Italiano di Tecnologia(IIT)的研究人员从植物及其运动中获得灵感,植物将它们的运动与生长联系在一起,并在这样做的过程中不断地使它们的形态适应外部环境。

即使是暴露在空气中的植物器官也能够进行复杂的运动,例如肉食性植物的叶片闭合或攀缘植物的卷须生长,卷须能够缠绕外部支撑以利于植物本身的生长。

研究人员研究了植物利用细胞、组织和器官内的水分运输来移动的自然机制,然后他们在人工卷须中复制它。

水力原理被称为“渗透”,是基于细胞质中存在的小颗粒,即细胞内的植物液体。

从一个简单的数学模型开始,研究人员首先了解了由前述液压原理驱动的软体机器人应该有多大,以避免动作过慢。

然后,给机器人一个小卷须的形状,它们实现了像真正的植物一样进行可逆运动的能力。

软体机器人是由一个柔性pET管制成的,其中包含一种带有带电粒子(离子)的液体。

通过使用1.3伏电池,这些颗粒被吸引并固定在卷须底部的柔性电极表面;它们的运动引起液体的运动,其中一个机器人。

研究人员说,回到过去,将电线从电池上断开并连接起来就足够了。

利用渗透作用激活可逆运动的可能性首次被证明。

此外,使用普通电池和柔性织物取得成功的事实表明,有可能创造出易于适应周围环境的软机器人,从而有可能与物体或生物进行增强和安全的互动。

可能的应用范围将从可穿戴技术到开发用于探索的柔性机械臂。

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