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「柔性機(jī)器人」：太陽一曬就跳躍
[2017-10-13]
來(lái)源：科技日報(bào)
記者從合肥工業(yè)大學(xué)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動(dòng)器，並模擬人類(lèi)「彈指」的手部動(dòng)作，設(shè)計(jì)研發(fā)了在外部光照刺激下產(chǎn)生跳躍運(yùn)動(dòng)的柔性「機(jī)器人」，該成果日前發(fā)表在國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)功能材料》上。
柔性智能驅動(dòng)器可將光、電、熱、溼度等外部能量，直接轉(zhuǎn)化為器件本身的機(jī)械變形，無(wú)需通過(guò)繁瑣的能量轉(zhuǎn)化裝置，因而吸引了科學(xué)家們廣(guǎng)泛的研究興趣。但對(duì)於簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu )、快速大變形、多源響應(yīng)，以及能對(duì)飛行、跳躍等複雜運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬的柔性驅動(dòng)器研究仍面臨諸多挑戰。
合肥工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院蘇州納米所合作，設(shè)計(jì)製備的具有捲曲形狀的碳納米管/聚合物雙層薄膜驅動(dòng)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，並且在電信號(hào)或者光照撤除後恢復到原始捲曲形狀。科研人員將驅動(dòng)器的兩(liǎng)端部分重合來(lái)模擬「彈指」中拇指與中指，從而構(gòu )築了光碟機(jī)動(dòng)跳躍「機(jī)器人」。機(jī)器人在光照下兩(liǎng)個(gè)端部的選擇性非對(duì)稱(chēng)變形導(dǎo )致彈性勢(shì)能的積累以及瞬間釋放，從而產(chǎn)生高度達(dá)到自身高度的5倍以上的跳躍運(yùn)動(dòng)，並伴隨空中翻滾動(dòng)作。通過(guò)改變入射光方向，機(jī)器人還可產(chǎn)生類(lèi)似於不倒翁的周期性搖擺運(yùn)動(dòng)。
「跳躍運(yùn)動(dòng)涉及到能量的存儲(chǔ)以及瞬間釋放，柔性仿生智能驅動(dòng)材料器件不需要通過(guò)彈簧、齒輪等結(jié)構(gòu )設(shè)計(jì)來(lái)積累、存儲(chǔ)和快速釋放能量，為實(shí)現(xiàn)跳躍運(yùn)動(dòng)提供了一種全新的方式。」合肥工大胡穎研究員說(shuō)，他們還進(jìn)一步研發(fā)了爬行機(jī)器人、仿生機(jī)械手以及能在太陽光照射下綻開(kāi)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(guǎng)泛應(yīng)用前景。
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「柔性機(jī)器人」：太陽一曬就跳躍
[2017-10-13]
來(lái)源：科技日報(bào)
記者從合肥工業(yè)大學(xué)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動(dòng)器，並模擬人類(lèi)「彈指」的手部動(dòng)作，設(shè)計(jì)研發(fā)了在外部光照刺激下產(chǎn)生跳躍運(yùn)動(dòng)的柔性「機(jī)器人」，該成果日前發(fā)表在國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)功能材料》上。
柔性智能驅動(dòng)器可將光、電、熱、溼度等外部能量，直接轉(zhuǎn)化為器件本身的機(jī)械變形，無(wú)需通過(guò)繁瑣的能量轉(zhuǎn)化裝置，因而吸引了科學(xué)家們廣(guǎng)泛的研究興趣。但對(duì)於簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu )、快速大變形、多源響應(yīng)，以及能對(duì)飛行、跳躍等複雜運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬的柔性驅動(dòng)器研究仍面臨諸多挑戰。
合肥工業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院蘇州納米所合作，設(shè)計(jì)製備的具有捲曲形狀的碳納米管/聚合物雙層薄膜驅動(dòng)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，並且在電信號(hào)或者光照撤除後恢復到原始捲曲形狀。科研人員將驅動(dòng)器的兩(liǎng)端部分重合來(lái)模擬「彈指」中拇指與中指，從而構(gòu )築了光碟機(jī)動(dòng)跳躍「機(jī)器人」。機(jī)器人在光照下兩(liǎng)個(gè)端部的選擇性非對(duì)稱(chēng)變形導(dǎo )致彈性勢(shì)能的積累以及瞬間釋放，從而產(chǎn)生高度達(dá)到自身高度的5倍以上的跳躍運(yùn)動(dòng)，並伴隨空中翻滾動(dòng)作。通過(guò)改變入射光方向，機(jī)器人還可產(chǎn)生類(lèi)似於不倒翁的周期性搖擺運(yùn)動(dòng)。
「跳躍運(yùn)動(dòng)涉及到能量的存儲(chǔ)以及瞬間釋放，柔性仿生智能驅動(dòng)材料器件不需要通過(guò)彈簧、齒輪等結(jié)構(gòu )設(shè)計(jì)來(lái)積累、存儲(chǔ)和快速釋放能量，為實(shí)現(xiàn)跳躍運(yùn)動(dòng)提供了一種全新的方式。」合肥工大胡穎研究員說(shuō)，他們還進(jìn)一步研發(fā)了爬行機(jī)器人、仿生機(jī)械手以及能在太陽光照射下綻開(kāi)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(guǎng)泛應(yīng)用前景。
