研究人员开发受海参启发的水驱动软机器人

浦项科技大学机械工程系的一组研究人员开发了一种水驱动的自操作软执行器，它比传统的软执行器更快、更强。 该团队由 Dong Sung Kim 教授、Andrew Choi 博士和 Hyeonseok Han 领导。 

该研究发表在 材料化学学报.

MCT 和海参

新开发的灵感来自于海参的可变胶原组织（MCT）。 海参的身体由 MCT 制成，可根据周围环境变硬或变软。 海参的弹性模量能够在短短几秒钟内改变多达 10 倍，这使得它们能够穿过小缝隙或膨胀以威胁捕食者。它们可以通过在胶原组织中形成或破坏氢键来做到这一点通过控制化学调节剂。

执行器是刚性的，可以通过使用电信号变化来改变其物理状态，类似于电机或开关。 另一方面，一些软执行器能够对水做出反应并将其用作能源。 对于需要自由运动的软机器人来说，软执行器可以在这方面提供帮助。 尽管如此，现有的软执行器往往脆弱且缓慢，这意味着它们无法有效应用。

优于传统软执行器

研究人员受到海参MCT的启发，海参可以通过与水反应自由改变形状。 然后，他们开发了一种基于大块 PNIPAAm 水凝胶的可编程执行器，该水凝胶非常灵活。 与依赖水作为能源的传统软致动器相比，它的致动力大 200 倍，速度快 300 倍。 这些执行器甚至能够在 80 摄氏度时使用水作为能源。 

通过各种测试，该执行器证明其足够坚固，可以在承受 300% 的拉伸应变时恢复原始形状。 

据该团队介绍，该执行器可用于许多不同的领域，包括工业和生物医学领域。 它还可以对工业机器人产生影响，更具体地说，它的夹具可以充当人的手臂并举升材料。 这种类型的机器人还可以缝合伤口并充当人造手指。

“软体机器人在接触湿气时就会激活，并且灵活且可变形，可以轻松适应各种环境，”Dong Sung Kim 教授解释道。 “这种新开发的水凝胶执​​行器非常强大，可以快速启动，即使在没有电力的地方也可以利用化学能进行操作。”

该研究得到了科学技术部和韩国国家研究基金会资助的职业中期研究员计划和核心技术生物医学开发计划，以及贸易、工业和能源部资助的炼金术士项目的支持。