這種機器人具有微米級特征,它看似一隻有彩色眼睛的孔雀蜘蛛。
在機器人專家展望的未來世界中,動物仿生的柔性機器人可以用于複雜的自然或人為環境(如精細的人體外科手術)、對剛性機器人來講過于狹小的空間,以及對人類太過危險的地方。厘米級的柔性機器人已經問世,但更小尺寸的可移動多功能柔性機器人的制造還困難重重。
《先進材料》(Advanced Materials)雜志近日報道,美國哈佛大學維斯研究所(Harvard's Wyss Institute,簡稱WI)、哈佛大學工程與應用科學學院(SEAS)以及波士頓大學(Boston University)開發的一種集成制造工藝完成了這項挑戰,使具備微米特征的毫米級柔性機器人成為現實。為了展示他們的成果,研究人員利用矽橡膠制造了一種貌似孔雀蜘蛛的柔性機器人。論文合著者、前WI和SEAS的羅伯特·伍德(Robert Wood)團隊博士後研究員、現波士頓大學助理教授希拉·盧索(Sheila Russo)博士說:“柔性機器人系統通常仍然比較簡單,它隻有一個自由度,即隻能在形狀或運動類型上實現一個特定的改變。我們開發的集成技術融合了3種不同的制造工藝,采用新方法制造的蛛型柔性機器人擁有18個自由度(包括運動、結構和顔色等的改變),以及微米級特征。”WI核心成員、SEAS教授伍德博士認為,新制造工藝使柔性機器人在複雜性和功能性上能與剛性機器人相媲美。在未來,柔性機器人對小動物構效關系的仿生研究甚至可能超越剛性機器人。
伍德等采用光刻、激光加工和注入誘導自折疊等技術,完成了蛛型機器人的制造。論文第一及通訊作者托馬索·拉紮尼(Tommaso Ranzani)博士說:“通過改變矽橡膠的厚度和相對稠度,我們可以精确控制自折疊過程。MORPH系統的構築很方便,可重複性很強。”
WI創始理事、SEAS教授唐納德·因戈貝爾(Donald Ingber)博士說:“MORPH技術為研究人員打開了柔性機器人應用于醫學領域的大門。柔性機器人的小尺寸和靈活性,可以為内窺鏡和顯微外科提供一種全新的思路。”
編譯:雷鑫宇 審稿:阿淼 編輯: 張夢
期刊來源:《先進材料》
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