这个微型机器人像壁虎一样抓握,像尺蠖一样移动

这个微型机器人像壁虎一样抓握,像尺蠖一样移动

部分受爬行动物惊人抓握力启发的机器人已经能够攀爬墙壁和穿越天花板,但到目前为止,它们仍然很大且相对笨重。然而,如果人们能够在蓬勃发展的软体机器人世界中结合类似的机动性,那么从医疗行业到搜救行动,整个世界都将为一切打开无限可能。

加拿大滑铁卢大学的研究人员了解到这一点,他们最近开始着手研究。正如《细胞报告物理科学》最近一期所展示的那样,该团队新开发的机器人长 4 厘米、宽 3 毫米、厚 1 毫米,其灵感来自壁虎的抓握和尺蠖运动。

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壁虎著名的抓握力背后的物理原理是范德华力。当分子和电子相互作用并产生电磁引力时,就会产生范德华力。对于爬行动物来说,它们的微小趾毛会摩擦墙壁表面,产生范德华力,使它们能够抓住走过的任何东西。与此同时,尺蠖收缩有助于推动它们在移动时向前移动。通过结合这两种灵感,研究人员的新发明利用紫外线和磁场沿着地板、墙壁甚至天花板移动。

尽管该机器人的机动性令人印象深刻,但其真正的优势可能在于完全无线。据研究人员称,GeiwBot(由壁虎和蠕虫影响而来的混合词)是同类机器人中第一个不需要连接外部电源的机器人。这意味着这个狡猾的小机器人有朝一日可以通过远程控制用于手术等领域。其他用途还包括能够进入难以到达的地点,例如在搜救紧急行动期间。

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尽管 GeiwBot 的设计灵感来源于自然界,但其实际制造材料却只能在实验室里找到。该设备由一条光敏聚合物条制成,这种聚合物条可以像尺蠖一样弯曲和伸直,而液晶弹性体和合成磁贴片则模仿壁虎的反重力抓握方式。

该团队最终希望打造并完善一款攀爬软机器人,完全摒弃磁铁,转而采用紫外线驱动运动。从此,还可能增强 GeiwBot 的设计,使用近红外辐射代替紫外线,使设备更具生物相容性。

滑铁卢大学纳米技术讲座教授、论文合著者赵博欣在一份声明中解释道:“尽管仍有一些限制需要克服,但这一进展代表着利用仿生学和智能材料制造软体机器人的一个重要里程碑。”他补充道,“大自然是灵感的源泉,纳米技术是一种令人兴奋的应用其经验的方式。”

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