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機器人
合肥工業大學：機器人會“彈指”“跳躍”
【成果簡介】
合肥工業大學的科研人員成功研發一種新型柔性智能驅動器，不僅能模擬人類“彈指”的手部動作，還可以實現“跳躍+翻滾”運動。這種柔性“機器人”跳躍高度可達自身高度的5倍以上。研究成果近日以題為“Electrically and Sunlight-Driven Actuator with Versatile Biomimetic Motions Based on Rolled Carbon Nanotube Bilayer Composite”發表在國際重要學術期刊Advanced functional materials上。
【圖文導讀】
圖1示意圖
（a）“彈指”過程的能量變化。
（b）光驅動跳躍“機器人”的設計示意圖。
（c）光照下的跳躍空翻運動。
圖2 異價摻雜半導體納米晶的應用展望
（a）在室溫下用作花瓣的卷曲CNT雙層仿生花的光學圖像。
（b）陽光誘發了仿生花的致動。 在真正的環境陽光照射下，花瓣開放，花朵綻放。
（c，d）在不同溫度（≈40和60℃）下仿生花開花的紅外熱圖像。
【研究內容】
柔性智能驅動器可將光、電、熱、濕度等外部能量直接轉化為器件本身的機械變形，而無需通過繁瑣的能量轉化裝置，因而吸引了科學家們廣泛的研究興趣。據介紹，目前這一研究已經實現包括彎曲、扭曲在內的多種變形形式，其應用研究也已擴展到仿生機械手、爬行機器人等仿生領域。但簡單結構、快速大變形、多刺激源響應以及能對飛行、跳躍等複雜生物運動進行模擬的柔性驅動器的研究仍麵臨挑戰。合肥工業大學科研團隊與中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究人員合作，設計製備了一種具有卷曲形狀的驅動器，可從管狀到平直形狀的快速大變形後，恢複到原始卷曲形狀。科研人員通過形狀設計將該驅動器的兩端部分重合來模擬“彈指”中的拇指與中指的相互接觸，從而構築了光驅動跳躍“機器人”，其跳躍高度可達到自身高度的5倍以上，並伴隨空中翻滾動作。該成果通訊作者、合肥工業大學工業與裝備技術研究院胡穎研究員介紹，通過改變入射光方向，該機器人還可產生類似於不倒翁的周期性搖擺運動。胡穎說，傳統跳躍機器人需要通過彈簧、齒輪等一係列結構設計來積累、存儲和快速釋放能量從而實現跳躍運動，而通過柔性仿生智能驅動材料器件模擬“彈指”這一日常行為，為實現跳躍運動提供了一種全新的方式。
文獻鏈接：Electrically and Sunlight-Driven Actuator with Versatile Biomimetic Motions Based on Rolled Carbon Nanotube Bilayer Composite (ADV FUNCT MATER., 2017, DOI:10.1002/adfm.201704388)
本文由材料人編輯部石小梅編輯，點我加入材料人編輯部。
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最後更新：2017-10-22 08:43:41