
麻省理工学院的一支材料科学家和电子工程师团队,已经开发了一种方法来创造磁性软机器人,将基于纤维的制造系统与机械和磁性编程方法相结合,在单向磁场下提供移动能力。在他们发表在《先进材料》杂志上的论文中,该组描述了他们是如何克服其他试图创造磁控软机器人遇到的问题,并概述了他们所创造的机器人的设计。
正如MIT团队所指出的那样,创建通过磁场控制的软性机器人一直是一项具有挑战性的工作。除了部署问题外,之前的团队在比例和生产方面也遇到了问题。因此,他们进一步指出,大多数这样的机器人都是二维结构,这意味着它们的功能受到限制。在这项新的努力中,该团队描述了他们如何克服这些挑战,创建了他们所描述的有用的3D磁控软性机器人。
用磁铁控制软体机器人的主要挑战之一是所需设备的笨重。为了克服这个问题,研究团队使用了纤维基致动器和磁性弹性体复合材料。此外,致动器是使用热拉伸制造的(解决了生产问题),这允许创建一种有弹性的铁磁化合物。
然后,每个结构都经历了一个应变方案,强制它们变成螺旋结构——这样的结构可以在多个点上按需折叠(通过磁力拉力),从而导致收缩和放松——就像毛毛虫的移动方式一样。添加折叠点可以提高灵活性。为了模拟双足行走的运动,引入了折叠点,将分段结构强制形成线型腿和脚的形状。
由此产生的三维机器人可以通过改变施加在特定机器人上的应变和磁场的强度来控制。结果是像蠕虫一样的机器人,有些爬行,有些行走。研究人员指出,运动是在垂直于运动平面的磁场作用下诱发的。他们还指出,这些机器人也可以编程,以便携带货物或与其他类似机器人协调执行任务。
研究团队指出,机器人的设计允许可扩展性,并为磁控软体机器人在生物医学和工程应用中的使用铺平了道路。