“柔性機器人”：太陽一曬就跳躍

　　記者從合肥工業(yè)大學獲悉，該校成功研發(fā)了一種可在低電壓及太陽光照射下，產(chǎn)生大變形的新型碳納米管柔性薄膜智能驅(qū)動器，并模擬人類“彈指”的手部動作，設(shè)計研發(fā)了在外部光照刺激下產(chǎn)生跳躍運動的柔性“機器人”，該成果日前發(fā)表在國際重要學術(shù)期刊《先進功能材料》上。

　　柔性智能驅(qū)動器可將光、電、熱、濕度等外部能量，直接轉(zhuǎn)化為器件本身的機械變形，無需通過繁瑣的能量轉(zhuǎn)化裝置，因而吸引了科學家們廣泛的研究興趣。但對于簡單結(jié)構(gòu)、快速大變形、多源響應，以及能對飛行、跳躍等復雜運動進行模擬的柔性驅(qū)動器研究仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

　　合肥工業(yè)大學科研團隊與中國科學院蘇州納米所合作，設(shè)計制備的具有卷曲形狀的碳納米管/聚合物雙層薄膜驅(qū)動器，可在低電壓以及光照射下，產(chǎn)生從管狀到平直形狀的快速大變形，并且在電信號或者光照撤除后恢復到原始卷曲形狀。科研人員將驅(qū)動器的兩端部分重合來模擬“彈指”中拇指與中指，從而構(gòu)筑了光驅(qū)動跳躍“機器人”。機器人在光照下兩個端部的選擇性非對稱變形導致彈性勢能的積累以及瞬間釋放，從而產(chǎn)生高度達到自身高度的5倍以上的跳躍運動，并伴隨空中翻滾動作。通過改變?nèi)肷涔夥较?，機器人還可產(chǎn)生類似于不倒翁的周期性搖擺運動。

　　“跳躍運動涉及到能量的存儲以及瞬間釋放，柔性仿生智能驅(qū)動材料器件不需要通過彈簧、齒輪等結(jié)構(gòu)設(shè)計來積累、存儲和快速釋放能量，為實現(xiàn)跳躍運動提供了一種全新的方式。”合肥工大胡穎研究員說，他們還進一步研發(fā)了爬行機器人、仿生機械手以及能在太陽光照射下綻開的仿生花朵等。這一成果在智能仿生、柔性傳感等領(lǐng)域具有廣泛應用前景。