NC州立大学的研究人员创造了几款软机器人装置,来提升对软机器人的控制性。新技术使用磁场来远程操纵嵌入软聚合物中的微粒链。
工程研究小组在控制所谓的软机器人方面取得了根本的进步,使用磁场远程操纵嵌入在软机器人装置中的微粒链。研究人员已经利用这项新技术创建了几种的设备。
北卡罗来纳州立大学材料科学与工程副教授乔·特雷西(Joe Tracy)表示:“通过将这些自组装链放入软机器人,我们能够使它们执行更复杂的功能,同时保留相对简单的设计。这些设备的可能应用范围包括从远程触发的泵送药到开发可远程部署的结构。
新技术建立在教授Tracy和Orlin Velev的自组装磁力复合材料领域,这两位先前在美国知识产权局的NCIS化学和生物分子工程工作。
对于这项研究,研究人员将铁微粒引入到液体聚合物混合物中,然后施加磁场以诱导微粒形成平行链。然后将混合物干燥,留下嵌入对准的磁性颗粒链的弹性聚合物薄膜。
Tracy说:“链条允许我们通过控制影响磁性颗粒链的磁场来远程操纵软机器人。
具体来说,可以改变磁场的方向及其强度。铁微粒子链通过使自身和周围的聚合物沿与所施加的磁场相同的方向进行响应。
使用这种技术,研究人员创造了三种软机器人。一个装置是悬臂,可以提起自身重量50倍的物体。第二种装置是一种手风琴式的结构,可扩展和收缩,模仿肌肉的行为。第三个装置是设计成作为蠕动泵的管子 - 压缩部分沿着管的长度行进,就像有人通过沿着管子移动手指挤出最后一点牙膏一样。
“我们现在正在努力提高这些设备的控制和功能,以提高软机器人的潜力,”Tracy说。
研究人员还制定了一种衡量磁悬浮器性能的指标,如悬臂装置。
本文的合著者Ben Evans说,“我们通过测量提升的重量并考虑升降机中的颗粒物质和施加的磁场的强度来做到这一点。我们认为这对于希望找到一种比较不同设备性能的经验或方法的研究人员来说是比较有用的。”
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