1月6日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡稱“中國科大”）獲悉，該校團隊提出一種模塊化設(shè)計方法，實現(xiàn)了磁控軟機器人的多場景應(yīng)用，可以讓磁控軟機器人輕松抓取蒲公英、生鵪鶉蛋、薯片等脆弱和易變形物體。相關(guān)成果已發(fā)表在國際期刊《先進功能材料》上。
磁驅(qū)動軟機器人因其無線可控性、快速響應(yīng)性和生物安全性在生物醫(yī)學(xué)、機器人和仿生學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。然而，由于軟材料變形的高度非線性和極大自由度，軟體機器人的變形和運動控制一直是個挑戰(zhàn)。
中國科大工程科學(xué)學(xué)院、人形機器人研究院李木軍副教授、張世武教授、孫宇軒、農(nóng)舒童等受蚯蚓等環(huán)節(jié)動物的節(jié)結(jié)構(gòu)啟發(fā)，提出了一種具有多模態(tài)變形的磁驅(qū)動單元，單元集成了收縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、體積變化等多種變形模式，不同變形模式的單元可由同一勻強磁場驅(qū)動，從而實現(xiàn)了磁性軟材料的簡便編程設(shè)計，成功解決了磁控軟機器人的逆變形設(shè)計問題。
該設(shè)計方法實現(xiàn)了磁控軟機器人的多場景應(yīng)用，包括順應(yīng)性柔性抓取、軟體機器人、流體系統(tǒng)等，拓展了磁控軟機器人的應(yīng)用潛力。該研究提出的模塊集成設(shè)計策略具有多功能性和便利性，推動了硬磁性軟材料在智能和集成機械系統(tǒng)中的應(yīng)用。
研究團隊使用收縮模態(tài)單元設(shè)計了無繩驅(qū)動的爬行機器人，可實現(xiàn)速度和方向可控的爬行運動；團隊利用彎曲模態(tài)單元設(shè)計的磁控軟抓手具有很強的形狀適應(yīng)性；團隊利用扭轉(zhuǎn)單元設(shè)計的扭轉(zhuǎn)機構(gòu)，則可以在彎曲狹窄的管道里拆卸螺釘。
該項研究得到了科技部國家重點研發(fā)計劃、安徽省自然科學(xué)基金、“科大新醫(yī)學(xué)”聯(lián)合基金支持。
