美國科學(xué)家受植物生長的啟發(fā)，開發(fā)出一種通過擠壓工藝使材料生長合成的方法，有望制造出更好的軟體機器人，進(jìn)入那些地形復(fù)雜、人類難以到達(dá)的地方，甚至在人體內(nèi)導(dǎo)航等。相關(guān)研究論文發(fā)表于最新一期《美國國家科學(xué)院院刊》。
目前的軟成長機器人身后拖曳著一條由固體材料制成的“尾巴”，并能在熱量或壓力的幫助下，使“尾巴”轉(zhuǎn)化為更永久的結(jié)構(gòu)，但這條“尾巴”很難繞過彎道和轉(zhuǎn)彎處，這就使軟體機器人很難在有障礙物或彎曲的地形中行動。
此次，研究小組開發(fā)出一種新的擠壓工藝解決了這個問題。利用這種新工藝，機器人可以用液體而非固體來制造合成材料。材料通過一個開口形成某種特定的形狀。
論文第一作者、明尼蘇達(dá)大學(xué)雙城分?；瘜W(xué)工程與材料科學(xué)系博士生馬修·豪斯萊登說：“我們受到了植物和真菌生長的啟發(fā)——植物和真菌會在其身體末端增加物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為工程系統(tǒng)。”
豪斯萊登解釋說，植物利用水來運輸營養(yǎng)成分，當(dāng)植物向下生長時，這些成分會轉(zhuǎn)化為堅實的根系。他們利用光聚合（利用光將液態(tài)單體轉(zhuǎn)化為固體材料）技術(shù)，用合成材料模擬了這一過程。使用這項技術(shù)，軟體機器人可以更輕松地穿越障礙物和蜿蜒的道路。而且，由于該技術(shù)只使用液體和光，因此可能不需要加熱和昂貴的機械就能制造材料并讓其成型。
論文主要作者、化學(xué)工程與材料科學(xué)系教授克里斯·埃里森說：“這是科學(xué)家首次從根本上證明這些概念，機器人越來越多地用于危險、偏遠(yuǎn)的環(huán)境中，我們的研究有望在這一領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。”
