星期日, 7月 20

科學家研製變形材料能製造“液態機器人”

美國麻省理工學院科學家最新研製一種先進變形材料,可使機器人在堅硬和柔軟狀態之間變換。這種最新材料有望研製新一代機器人,由於它是混合蠟和泡沫的物質結構,能夠變形至不同外型。

麻省理工學院機械工程和應用數學系教授阿奈特-霍索伊(Anette Hosoi)研製這種最新材料,能夠以低成本價格實現機器人的特殊能力。這種材料還可用於製造可變形外科手術機器人,它將移動穿過人體,在沒有傷害任何器官和組織的情況下抵達特殊區域。




這項最新研究報告發表在近期出版的《高分子材料和工程學雜誌》上,“變形機器人”也可用於搜尋營救任務,鑽進碎石之中尋找倖存者。為了製造一種能夠在濕軟和剛硬狀態之間轉換的材料,研究人員在蠟上覆蓋一層晶格結構,他們選擇泡沫是因為它能夠壓縮成原有體積的一小部分,一旦釋壓將恢復原始形狀。

蠟塗層在適度加熱的情況下,可以從堅硬外層轉變為柔軟的表面。霍索伊教授指出,在每個泡沫塗層框架放置一根連線,可以通電加熱並融化周邊的蠟塗層。再次關閉電流,將使材料冷卻下來恢復原先的剛硬狀態。



除了狀態之間的變換,通過這種方式加熱蠟塗層還能修復任意結構損傷,霍索伊教授解釋稱,這種材料具有自愈能力,因此當蠟塗層破裂,你可以加熱再冷卻,該結構將恢復原先的狀態。

為了建造這種材料,研究人員只需簡單地將聚氨酯泡沫放置在融化的蠟液中,之後壓縮泡沫使其確保吸收充分的蠟液。研究報告合著作者納迪亞-陳說:“許多發明材料成本非常昂貴,但是這種新穎變形材料卻完全不同,它僅使用低成本聚氨酯泡沫和一些蠟液。”


 
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