1月6日，記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中國(guó)科大”）獲悉，該校團(tuán)隊(duì)提出一種模塊化設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了磁控軟機(jī)器人的多場(chǎng)景應(yīng)用，可以讓磁控軟機(jī)器人輕松抓取蒲公英、生鵪鶉蛋、薯片等脆弱和易變形物體。相關(guān)成果已發(fā)表在國(guó)際期刊《先進(jìn)功能材料》上。

磁驅(qū)動(dòng)軟機(jī)器人因其無(wú)線(xiàn)可控性、快速響應(yīng)性和生物安全性在生物醫(yī)學(xué)、機(jī)器人和仿生學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。然而，由于軟材料變形的高度非線(xiàn)性和極大自由度，軟體機(jī)器人的變形和運(yùn)動(dòng)控制一直是個(gè)挑戰(zhàn)。

中國(guó)科大工程科學(xué)學(xué)院、人形機(jī)器人研究院李木軍副教授、張世武教授、孫宇軒、農(nóng)舒童等受蚯蚓等環(huán)節(jié)動(dòng)物的節(jié)結(jié)構(gòu)啟發(fā)，提出了一種具有多模態(tài)變形的磁驅(qū)動(dòng)單元，單元集成了收縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、體積變化等多種變形模式，不同變形模式的單元可由同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了磁性軟材料的簡(jiǎn)便編程設(shè)計(jì)，成功解決了磁控軟機(jī)器人的逆變形設(shè)計(jì)問(wèn)題。

該設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)了磁控軟機(jī)器人的多場(chǎng)景應(yīng)用，包括順應(yīng)性柔性抓取、軟體機(jī)器人、流體系統(tǒng)等，拓展了磁控軟機(jī)器人的應(yīng)用潛力。該研究提出的模塊集成設(shè)計(jì)策略具有多功能性和便利性，推動(dòng)了硬磁性軟材料在智能和集成機(jī)械系統(tǒng)中的應(yīng)用。

研究團(tuán)隊(duì)使用收縮模態(tài)單元設(shè)計(jì)了無(wú)繩驅(qū)動(dòng)的爬行機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)速度和方向可控的爬行運(yùn)動(dòng)；團(tuán)隊(duì)利用彎曲模態(tài)單元設(shè)計(jì)的磁控軟抓手具有很強(qiáng)的形狀適應(yīng)性；團(tuán)隊(duì)利用扭轉(zhuǎn)單元設(shè)計(jì)的扭轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，則可以在彎曲狹窄的管道里拆卸螺釘。

該項(xiàng)研究得到了科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、安徽省自然科學(xué)基金、“科大新醫(yī)學(xué)”聯(lián)合基金支持。（劉小容  葛婧萌）