北卡羅萊納州立大學(xué)和天普大學(xué)的工程研究人員開發(fā)了受水母啟發(fā)的軟機器人，它們可以超越現(xiàn)實生活中的同行。實際上，新的水母機器人強調(diào)了 種使用預(yù)應(yīng)力聚合物使軟機器人更強大的技術(shù)。
北卡羅來納州立大學(xué)機械和航空工程學(xué)助理教授杰因（Jin Yin）說：“我們以前的工作集中在制造受獵豹啟發(fā)的軟機器人上，盡管它們非常快，但它們的內(nèi)脊仍然堅硬。”關(guān)于新作品的論文。“我們想制造 個沒有內(nèi)脊的完全軟的機器人，它仍然利用在兩個穩(wěn)定狀態(tài)之間切換的概念，以使軟機器人更強大，更快速地運動。而我們受到啟發(fā)的動物之 是水母。”
研究人員使用相同彈性聚合物的兩個粘合層創(chuàng)建了他們的新軟機器人。 層聚合物被預(yù)應(yīng)力或拉伸。第二層沒有預(yù)應(yīng)力，并包含空氣通道。
尹說：“我們可以通過將空氣泵入通道層來使機器人'彎曲'，而我們可以通過控制預(yù)應(yīng)力層的相對厚度來控制彎曲的方向。”
運作方式如下。當與第三無應(yīng)力層（稱為中間層）組合時，預(yù)應(yīng)力層要沿特定方向移動。例如，您可能有 塊聚合條，它已通過向兩個方向拉動而被預(yù)加應(yīng)力。將預(yù)應(yīng)力材料附著到中間層后， 終結(jié)果將是 個想要彎曲的雙層條，就像皺著眉頭的臉 樣。如果該雙層條帶（也稱為預(yù)應(yīng)力層）比帶有空氣通道的層薄，那么當空氣被泵入通道層時，皺眉曲線將彎曲成微笑曲線。但是，如果預(yù)應(yīng)力層的厚度比通道層的厚度大，則當空氣被泵入通道層時，皺眉會變得越來越明顯。無論哪種方式， 旦允許空氣離開通道層，
實際上，這個簡單的示例描述了由研究團隊創(chuàng)建的 種軟機器人，即快速移動的軟履帶。它像 個幼蟲在ing縮身體，然后向前跳躍，迅速釋放出儲存的能量。
水母機器人稍微復(fù)雜 點，將預(yù)應(yīng)力的盤狀層沿四個方向拉伸（考慮將其同時向東和向西拉，然后同時向南和向北拉）。通道層也不同，由環(huán)形空氣通道組成。 終結(jié)果是 個看起來像水母的圓頂。
當水母機器人“放松”時，圓頂像 個淺碗 樣彎曲。當空氣被泵入通道層時，圓頂迅速彎曲，將水推出并向前推動。在實驗測試中，水母機器人的平均速度為每秒53.3毫米。考慮到研究人員檢查的三種水母沒有 個比平均每秒30毫米快，這還不錯。
后，研究人員創(chuàng)建了 個三叉抓地機器人-帶有扭曲。大多數(shù)抓手在“放松”時會張開，并需要能量才能將其提起并從A點移動到B點。但是，Yin和他的合作者使用預(yù)應(yīng)力層來創(chuàng)建抓手，其默認位置為緊握狀態(tài)關(guān)閉。打開夾持器需要能量，但是 旦夾持器就位，夾持器便會返回其“靜止”模式-保持貨物緊緊。
尹說：“這樣做的好處是，在運輸過程中不需要能量來固定物體，這樣效率更高。”
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