近日，天津大學封偉教授團隊研發(fā)了一種具備自主行動能力和觸覺應變的4D打印軟體機器人，該機器人在一次打印成型后即具有熱致無約束滾動能力，無需任何其他后續(xù)加工程序。該研究成果在《細胞》出版社旗下頂尖期刊《物質》發(fā)表。

“軟體機器人能夠適應復雜環(huán)境，實現(xiàn)與人類更安全地交互。” 封偉教授介紹，3D打印可以基于數(shù)字模型自動準確地將設計思想轉化為復雜零件，為軟體機器人制造增加“時間”維度——即4D打印，將智能材料加工成具有對熱刺激響應行為的動態(tài)結構。團隊在此基礎上通過4D打印對液晶彈性體智能材料進行精確加工，直接獲得了具有感知能力和適應性的智能軟體機器人。

該管狀自主軟體機器人通過對熱的感知，可以自主改變自身形狀進而調整運動速度和方向。自主控制滾動方向的特性使得這種軟體機器人有類似昆蟲觸角的觸覺感知能力，讓它能夠探測前方道路上的障礙物，根據(jù)障礙物的高低實現(xiàn)翻越或折返。“當樣品機器人以一定角度放置在傾斜的加熱板上時，樣品依然可以向上自主滾動。” 封偉教授說，“這種自主軟體機器人的整個驅動過程是自動的，無需改變環(huán)境因素，機器人就能夠在脫離人工控制的情況下完成任務。”

據(jù)了解，此種自主軟體機器人裝載貨物的最大容量可達機器人重量的40倍。未來，該機器人在極端高溫條件下的貨物運輸和智能探測等方面具有廣闊應用前景。

（受訪者供圖）

編輯：張琦琪

審核：朱麗