“柔性机器人”为何太阳一晒就跳跃？
原因在于“柔性机器人”可在低电压及太阳光照射下，产生大变形的新型碳纳米管柔性薄膜智能驱动器，并模拟人类“弹指”的手部动作，设计研发了在外部光照刺激下产生跳跃运动的柔性“机器人”，该成果日前发表在国际重要学术期刊《先进功能材料》上。柔性智能驱动器可将光、电、热、湿度等外部能量，直接转化为器件本身的机械变形，无需通过繁琐的能量转化装置，因而吸引了科学家们广泛的研究兴趣。但对于简单结构、快速大变形、多源响应，以及能对飞行、跳跃等复杂运动进行模拟的柔性驱动器研究仍面临诸多挑战。合肥工业大学科研团队与中国科学院苏州纳米所合作，设计制备的具有卷曲形状的碳纳米管/聚合物双层薄膜驱动器，可在低电压以及光照射下，产生从管状到平直形状的快速大变形，并且在电信号或者光照撤除后恢复到原始卷曲形状。科研人员将驱动器的两端部分重合来模拟“弹指”中拇指与中指，从而构筑了光驱动跳跃“机器人”。机器人在光照下两个端部的选择性非对称变形导致弹性势能的积累以及瞬间释放，从而产生高度达到自身高度的5倍以上的跳跃运动，并伴随空中翻滚动作。通过改变入射光方向，机器人还可产生类似于不倒翁的周期性摇摆运动。“跳跃运动涉及到能量的存储以及瞬间释放，柔性仿生智能驱动材料器件不需要通过弹簧、齿轮等结构设计来积累、存储和快速释放能量，为实现跳跃运动提供了一种全新的方式。”合肥工大胡颖研究员说，他们还进一步研发了爬行机器人、仿生机械手以及能在太阳光照射下绽开的仿生花朵等。这一成果在智能仿生、柔性传感等领域具有广泛应用前景。
“柔性机器人”为何太阳一晒就跳跃？
利用太阳能转化成自身能量。合肥工业大学成功研发了一种可在低电压及太阳光照射下，产生大变形的新型碳纳米管柔性薄膜智能驱动器，并模拟人类“弹指”的手部动作，设计研发了在外部光照刺激下产生跳跃运动的柔性“机器人”， 该成果日前发表在国际重要学术期刊《先进功能材料》上。柔性智能驱动器可将光、电、热、湿度等外部能量，直接转化为器件本身的机械变形，无需通过繁琐的能量转化装置，因而吸引了科学家们广泛研究兴趣。 但对于简单结构、快速大变形、多源响应，以及能对飞行、跳跃等复杂运动进行模拟的柔性驱动器研究仍面临诸多挑战。随着仿生学和机器视觉的进展，柔性机器人这一新兴的弹性柔软、多功能和生物激发的分支出现了。柔性机器人主要由易变形的物质组成，如液体、凝胶和弹性体，与生物组织和器官的弹性和流变特性相匹配。基于仿生学的柔性机器人，因其设计初衷在于能在各种复杂环境中代替甚至做到人类所不能，它们需要与软材料、生物或人工复制的生物功能进行交互，因此机器感知层的材料，一般杨氏模量大于10^9 Pa（参考皮肤、肌肉等结缔组织的杨氏模量为10^2 ~10^6 Pa）。柔性机器人的操控是难点，机器行动依靠的则是每一个活动关节处装有的驱动器（actuator）。目前应用于柔性机器人的执行机构类型，包括电活性聚合物、绳驱动器、形状记忆合金以及流体驱动器等；控制方案更难，有待研发。
