基于有机光伏和介电弹性体驱动器的功能软机器人复合材料
Ahmed Miguel Román Abolhosen1,2, Shinyoung Lee3, Kenjiro Fukuda3,4
1Department of Mechanical and Intelligent Systems Engineering, The University of Electro-Communications, 1-5-1 Chofugaoka, Chofu, Tokyo, 182-8585, Japan.
Scientific reports
|April 30, 2024
概括
研究人员开发了一种新型软机器人复合材料,有机光伏电介电弹性体执行器 (OPV-DEA),可以收集光能并提供执行. 这种灵活的材料显示了自动驱动软机器人的潜力,展示了一致的性能,并使游泳机器人原型成为可能.
科学领域:
- 软机器人软机器人 软机器人软机器人
- 收集能源 收集能源
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 能源效率是软机器人技术的一个关键挑战.
- 能源采集为自动驱动软机器人提供了一个有前途的解决方案.
- 对于先进的软机器人系统,需要灵活,集成的材料.
研究的目的:
- 开发和验证一个功能柔软的机器人复合材料,集成有机光伏 (OPV) 和介电弹性体执行器 (DEA).
- 评估复合材料的同时收集能量和静电驱动的能力.
- 为了证明这种复合材料作为自动驱动软机器人的构建块的潜力.
主要方法:
- 有机光伏电介电弹性体执行器 (OPV-DEA) 复合材料的制造.
- 制造样品的表征,用于执行和能量采集性能.
- 将OPV-DEA集成和测试在一个无绳游泳软机器人原型中.
主要成果:
- 该OPV-DEA复合体证明了电压可控制的曲启动高达15.6°.
- 在11.7mW/cm2的辐射下,采集的功率输出达到1.35mW,在1000个循环中性能稳定.
- 一个游泳机器人原型实现了21.7mm/s的速度,OPV充电了车载电池.
结论:
- OPV-DEA复合材料是用于软机器人的功能性材料,能够收集和执行能量.
- 虽然直接发动机动力不足,但OPV-DEA通过充电电池有效地为系统功率管理做出了贡献.
- 这项研究为开发新的功能性软机器人铺平了道路,这些软机器人具有潜在的自我驱动能力.


