在水凝发射器中的断裂驱动功率放大
Xin Wang1, Chengfeng Pan2, Neng Xia1
1Department of Mechanical and Automation Engineering, The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong, People's Republic of China.
Nature materials
|July 23, 2024
概括
研究人员开发了一种用于软机器人的新功率放大方法,灵感来自喷黄瓜的软机器人. 这种光驱动的水凝发射器使用快速释放的能量来实现高速推进,从而实现了先进的机器人能力.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物模拟学是一种生物模拟学.
背景情况:
- 机器人移动通常需要高效的功率放大策略来从储存的能量中产生动能.
- 软机器人的现有推进方法在速度和控制上是有限的.
- 大自然提供了快速能量释放机制的例子,例如喷黄瓜.
研究的目的:
- 开发一种用于软机器人推进的工程功率放大方法.
- 为了模仿Ecballium elaterium的喷机制,用于机器人应用.
- 为了创建一个光驱软机器人发射器,能够高速弹射.
主要方法:
- 一种累积应变能量断裂方法被设计出来,灵感来自喷黄瓜.
- 使用光热石墨烯悬浮液制造了一种光驱动的水凝发射器.
- 由光吸收引发的快速液体蒸发导致弹性能量储存和在水凝中快速释放.
主要成果:
- 水凝发射器在0.3毫秒内展示了快速弹性能量释放.
- 实现了软机器人以高速度和可预测轨迹的受控发射.
- 创造了一种人造喷黄瓜,将人工种子分散在几米的范围内.
结论:
- 开发的功率放大策略使软机器人系统中的高效推进运动成为可能.
- 这种仿生方法提升了微型软机器人的能力,用于分散等任务.
- 与射频识别芯片的集成允许智能播种应用.


