如果你正在制造一個能夠探索狹小空間的小型機器人，一定想過這種設備如果能在狹窄的縫隙中晃動就好了。一個實驗性的新機器人就能做到這一點，它模仿了一只毛毛蟲。這種9厘米（3.5英寸）長的軟體機器人正在北卡羅來納州立大學開發(fā)，由朱勇教授領導的團隊負責。
它是以珍珠母蛾（Pleurotya ruralis）的毛蟲為模型。與其他毛蟲一樣，該毛蟲通過依次蜷縮其身體各部分來向前或向后移動--身體蜷縮的動作可以從前面到后面，也可以從后面到前面。而當毛蟲使用其肌肉來這樣做時，該機器人使用納米線加熱器來實現(xiàn)這一點。
機器人的身體是由兩層不同的聚合物堆積而成的--上面的聚合物受熱后會膨脹，而下面的聚合物受熱后會收縮。嵌入頂層的是一個銀納米線網(wǎng)絡，沿機器人的長度方向有多個引出點。
當電流施加在這些點中的任何一個時，該區(qū)域的納米線就會加熱，從而加熱它們周圍的聚合物。這導致機器人的身體僅在該區(qū)域向上彎曲。因此，通過依次對多個相鄰的引出點施加電流，就有可能產(chǎn)生一條沿身體任何方向的曲線。
該研究的第一作者、博士后研究員吳爽說："我們證明了毛毛蟲機器人能夠?qū)⒆约合蚯袄⒆约合蚝笸?。一般來說，我們應用的電流越多，它在任何一個方向上的移動速度就越快。然而，我們發(fā)現(xiàn)有一個最佳周期，它給了聚合物冷卻的時間--有效地讓'肌肉'在再次收縮之前放松。"
通過選擇性地激活機器人前部和后部的納米線加熱器，研究人員能夠?qū)⑵湟七^一個30毫米（1.2英寸）長的、高度僅為3毫米的間隙。
朱勇說："這種驅(qū)動軟體機器人運動的方法是高度節(jié)能的，我們有興趣探索如何使這一過程更加高效。接下來的其他步驟包括將這種軟體機器人運動的方法與傳感器或其他技術(shù)相結(jié)合，以用于各種應用--如搜索和救援設備。"
這項研究在最近發(fā)表于《科學進展》雜志的一篇論文中進行了描述。
