據媒體報道，國外某研發(fā)團隊利用液晶彈性體設計了一種自動(dòng)折疊機器人，加熱時(shí)會(huì )像人造肌肉一樣收縮，還把它疊成了不同的形狀。
 

    別看它長(cháng)得小小的，它能抬起比自身重38倍的重量，研究人員管它叫做起重機。

    堅韌的同時(shí)不失美感，仿佛一朵百合花緩緩綻放。
 

    研究人員選擇用加熱的方式驅動(dòng)液晶彈性體，利用光刻技術(shù)將加熱層嵌入了液晶彈性體中。“起重機”的折疊結構是一種稱(chēng)聯(lián)動(dòng)的機制，可以使單個(gè)驅動(dòng)肌肉可以在兩個(gè)方向上折疊。當液晶彈性體被加熱時(shí)，致動(dòng)器處于彈出狀態(tài)；材料被冷卻后，致動(dòng)器自動(dòng)縮回扁平狀。

    “起重機”的收縮與液晶彈性體的加熱時(shí)間有關(guān)，當加熱到30s左右，材料的應變能力達到峰值，‘起重機’完全展開(kāi)，折疊角最大為64°；當加熱停止時(shí)，液晶彈性體開(kāi)始立刻松弛，但要達到完全松弛狀態(tài)需要2分鐘。

    “起重機”的負重能力隨溫度的增加而增加。在啟動(dòng)狀態(tài)，眨眼間便可抬起20g的負載。

    它的最大負載能力可達到200g，這對于僅一層智能材料的負重能力來(lái)說(shuō)已經(jīng)很優(yōu)秀了。
 

    研究人員將三個(gè)“起重機”模塊連接組成爬行機器人，并分配每個(gè)模塊的收縮與松弛序列。連接在一起的模塊在啟動(dòng)時(shí)會(huì )互相約束，因此發(fā)生傾斜。
 

    當第一個(gè)模塊收縮并傾斜時(shí)，它就開(kāi)始將運動(dòng)波傳播到第二個(gè)模塊，第二個(gè)模塊收縮并傾斜使它就充當爬蟲(chóng)的錨點(diǎn)（高摩擦力點(diǎn)），這時(shí)第一個(gè)模塊松弛下來(lái)，第三個(gè)模塊收縮成為錨點(diǎn)，而前兩個(gè)模塊一起松弛，是機器人產(chǎn)生運動(dòng)。這種行為使機器人的運動(dòng)方向與驅動(dòng)順序相反，例如，從第一個(gè)模塊開(kāi)始驅動(dòng)時(shí)，機器人向后爬行了17mm；而從第三個(gè)模塊驅動(dòng)，機器人則向前爬行了10mm。

    從折紙藝術(shù)中汲取靈感的機器人和機構設計具有產(chǎn)生緊湊，可部署，輕型的變形結構的潛力，正如自然界所看到的那樣，可應用于搜救，航空航天系統和醫療設備中。在這項工作中，液晶彈性體作為人造肌肉，通過(guò)逐層過(guò)程獲得肌腱驅動(dòng)的驅動(dòng)力，并使用鏈接機制生成可逆的自折疊模塊。通過(guò)三個(gè)模塊制作了自折疊爬行機器人。

 

    液晶彈性體制作折疊機器人的最大的挑戰在于，它的致動(dòng)是熱驅動(dòng)的，因此從激活到松弛的時(shí)間過(guò)長(cháng)，也不利于節能。未來(lái)的工作集中在調整液晶彈性體的性能上，以使其達到較低的轉變溫度。