“元機器人”從平板轉變為數百個結構

研究人員創造了一類由薄片材料製成的機器人，可以呈現數百種穩定的形狀，使它們能夠執行各種動作，儘管它們沒有電機並且由單一扁平材料製成。這些“元機器人”本質上類似於動畫塑料片，可以在表面上移動或抓取物體。

“我們從簡單的帶孔聚合物片材開始，但通過在聚合物表面沉積薄膜，我們可以結合對電場或磁場做出響應的材料，”該研究論文的作者、北卡羅來納州立大學機械和航空航天工程教授傑尹說。 “這些薄膜充當執行器，使我們能夠遠程改變薄片的形狀。”

“通過將多張薄片連接在一起，我們創建的結構最初是平放的，但隨後可以彎曲和折疊成各種穩定的配置，”該論文的第一作者、博士生週才智說。北卡羅來納州立大學的學生。 “例如，如果我們將四張紙放在一起，你就會得到一個元機器人，它可以像一張紙一樣平放，但可以折疊成 256 種不同的穩定狀態。”

該研究出現在 科學成就。

這些扁平機器人有多種運動模式，能夠以不同的速度跳躍或爬行。

“機器人可以改變它們的形狀和步態，以適應不同的景觀或執行不同的功能，例如抓取和舉起物體，”周說。 “當我們將壓電材料融入薄膜中時，我們可以通過改變電壓和頻率來誘導元機器人中的受控振動，從而使我們能夠額外控制它們的運動。例如，我們可以使元機器人向左或向右旋轉，同時保持在一個地方。”

“這是一個早期的概念驗證，但它表明這種機器人技術成本低廉且易於適應，”尹說。 “我們的目標是將超材料和機器人技術連接起來，我們認為結果很有希望。”

該論文的共同作者是清海濤、孫浩澤和齊方傑博士。北卡羅來納州立大學學生；和姚野洪，前博士。北卡羅來納州立大學的學生，現在是賓夕法尼亞大學的研究助理。