據(jù)媒體報(bào)道，國(guó)外某研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用液晶彈性體設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)折疊機(jī)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(zhǎng)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(jī)。

    堅(jiān)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(qū)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(jī)”的折疊結(jié)構(gòu)是一種稱聯(lián)動(dòng)的機(jī)制，可以使單個(gè)驅(qū)動(dòng)肌肉可以在兩個(gè)方向上折疊。當(dāng)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(jī)”的收縮與液晶彈性體的加熱時(shí)間有關(guān)，當(dāng)加熱到30s左右，材料的應(yīng)變能力達(dá)到峰值，‘起重機(jī)’完全展開(kāi)，折疊角最大為64°；當(dāng)加熱停止時(shí)，液晶彈性體開(kāi)始立刻松弛，但要達(dá)到完全松弛狀態(tài)需要2分鐘。

    “起重機(jī)”的負(fù)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(fù)載。

    它的最大負(fù)載能力可達(dá)到200g，這對(duì)于僅一層智能材料的負(fù)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(jī)”模塊連接組成爬行機(jī)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(dāng)?shù)谝粋€(gè)模塊收縮并傾斜時(shí)，它就開(kāi)始將運(yùn)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(dāng)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(jī)器人產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。這種行為使機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向與驅(qū)動(dòng)順序相反，例如，從第一個(gè)模塊開(kāi)始驅(qū)動(dòng)時(shí)，機(jī)器人向后爬行了17mm；而從第三個(gè)模塊驅(qū)動(dòng)，機(jī)器人則向前爬行了10mm。

    從折紙藝術(shù)中汲取靈感的機(jī)器人和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)具有產(chǎn)生緊湊，可部署，輕型的變形結(jié)構(gòu)的潛力，正如自然界所看到的那樣，可應(yīng)用于搜救，航空航天系統(tǒng)和醫(yī)療設(shè)備中。在這項(xiàng)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(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力，并使用鏈接機(jī)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(jī)器人。

 

    液晶彈性體制作折疊機(jī)器人的最大的挑戰(zhàn)在于，它的致動(dòng)是熱驅(qū)動(dòng)的，因此從激活到松弛的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也不利于節(jié)能。未來(lái)的工作集中在調(diào)整液晶彈性體的性能上，以使其達(dá)到較低的轉(zhuǎn)變溫度。