近日，英國(guó)巴斯大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新方法，可以給軟體機(jī)器人覆蓋一些材料，使它們能更以目的性的方式移動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)。

研究作者認(rèn)為，他們對(duì)“活性物質(zhì)”的突破性建模可能標(biāo)志著機(jī)器人設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。隨著這一概念的進(jìn)一步發(fā)展，有可能不是通過(guò)其自然彈性而是通過(guò)其表面上人為控制的活動(dòng)來(lái)確定軟機(jī)器人的形狀、運(yùn)動(dòng)和行為。

普通軟性材料的表面總會(huì)縮成一個(gè)球體。比如，水珠的出現(xiàn)是因?yàn)橐后w和其他軟性物質(zhì)的表面會(huì)自然收縮到盡可能小的表面積—即球體。設(shè)計(jì)出一種活性物質(zhì)，可以對(duì)抗這一趨勢(shì)。

人們希望，活性物質(zhì)將帶來(lái)能自下而上運(yùn)轉(zhuǎn)的新一代機(jī)器。這些新機(jī)器不是由中央控制器來(lái)控制，而是由許多單獨(dú)的活性單位制成，這些單位會(huì)相互協(xié)作，以決定機(jī)器的運(yùn)動(dòng)和功能。這類似于人體生物組織的運(yùn)轉(zhuǎn)，如心肌中的纖維。

利用這個(gè)想法，科學(xué)家在新研究中提出了理論并進(jìn)行了模擬，描述了一種表面受到主動(dòng)壓力的3D軟固體。他們發(fā)現(xiàn)，這些主動(dòng)壓力擴(kuò)大了材料表面，同時(shí)拉動(dòng)了下面的固體，從而導(dǎo)致了整體形狀改變。固體呈現(xiàn)的精確形狀，可以通過(guò)改變這種材料的彈性性能來(lái)調(diào)整。

科學(xué)家表示，他們將在下一階段把這項(xiàng)一般原則應(yīng)用于設(shè)計(jì)特定機(jī)器人，比如軟體機(jī)械臂。

該研究論文題為“Active elastocapillarity in soft solids with negative surface tension”，已發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。

關(guān)鍵詞： 英國(guó)巴斯大學(xué)的研究人員 英國(guó)巴斯大學(xué) 研究人員 變形能力