磁性軟機器人是一種系統(tǒng)，當對其施加磁場時，它們可以改變形狀或執(zhí)行不同的動作。這些機器人具有許多優(yōu)勢特性，包括無線驅(qū)動、高靈活性和無限耐力延伸。
未來，微型磁軟機器人可以在各種環(huán)境中應用；例如，幫助人類監(jiān)測環(huán)境，或遠程執(zhí)行生物醫(yī)學程序。然而迄今為止，所開發(fā)的大多數(shù)系統(tǒng)只能完成簡單的任務并呈現(xiàn)有限的形狀。
中國科學院的研究人員最近設計了一種新技術(shù)，用于制造形狀可編程的磁軟機器人。他們創(chuàng)建基于磁性像素的新機器人，該機器人可以改變形狀并完成各種動作或任務。
研究人員表示，無論是基于軟磁材料還是硬磁材料，大多數(shù)軟機器人的磁化過程都與其制造過程相結(jié)合。換句話說，這種機器人，不能像傳統(tǒng)的帶有控制單元的機器人那樣，通過程序?qū)崿F(xiàn)功能的重新配置。這意味著磁軟機器人要應用于現(xiàn)實世界的環(huán)境還有很長的路要走。
研究人員引入的新方法可以創(chuàng)建重復編程的磁性軟機器人。這種方法背后的關(guān)鍵原理是將用于制造機器人的磁性顆粒包裹在相變材料中。通過改變溫度，可以根據(jù)需要重復 " 寫入 " 和 " 擦除 " 磁化曲線。通過改變彈性體中的磁化分布，機器人可以產(chǎn)生不同的響應動作。
研究人員使用一種稱為激光輔助加熱的過程分別磁化了每個磁性像素。因此，機器人可以保持固定的形狀，只需切換到 " 剛體 " 模式即可。此外，它的磁化強度和剛度都可以輕松編程。
未來，磁編碼技術(shù)可用于制造軟磁機器人。這項研究突出了大規(guī)模制造磁性、可重復使用軟機器人的可行性。這些機器人對于環(huán)境監(jiān)測、藥物運輸和體內(nèi)采樣特別有用。
研究人員表示下一步將進一步縮小機器人的尺寸，并嘗試設計一種 3D 結(jié)構(gòu)。
題為 Shape Programmable Magnetic Pixel Soft Robot 的相關(guān)研究論文發(fā)表在 arXiv 上。
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