物理学家推进下一代变形机器人

巴斯大学的一组物理学家发现了一种新的方法，可以用材料覆盖软体机器人，使其移动和功能更有效。这种新的进步将导致下一代变形机器人的出现。

该研究发表在科学期刊Science Advances。

关于主动物质的重大突破

根据研究作者的说法，关于“主动物质”的新突破可能是机器人设计的一个重要转折点。如果这一概念得到进一步发展，专家们可能最终能够通过对其表面的人类控制活动来确定软固体的形状、行为和运动，而不是其自然的弹性。

大多数软材料的表面会收缩成一个球体，类似于水珠的形成。这是由于液体和其他软材料的表面自然收缩成最小的表面积。然而，主动物质可以被设计成不遵循这一模式。

利用这些技术和主动物质，专家们希望下一代机器将由许多个体主动单位组成，这些单位共同决定机器的运动和功能。在此之前，这些机器由一个中央控制器控制。新的设计类似于我们自己的生物组织的功能。

设计新的软机器

科学家可以利用这一设计创建具有柔性材料的软机器，这些材料由位于材料表面的机器人提供动力。另一个可能性是通过在纳米颗粒的表面涂上响应性和主动的材料来改变药物输送胶囊的大小和形状。

根据研究的第一作者杰克·宾尼什博士说，这一新发展最有趣的方面之一是，它挑战了我们对“熟悉的自然规律”的看法。

“主动物质使我们以新的视角看待熟悉的自然规律——例如，表面张力必须为正的规律。看到如果我们违反这些规律会发生什么，以及如何利用结果，是一个令人兴奋的研究领域，”宾尼什博士说。

安东·索斯洛夫博士是研究的通讯作者。

“这项研究是一个重要的概念证明，并且有许多有用的含义。例如，未来技术可以生产出更柔软的机器人，它们更擅长于拾取和操作精细的材料，”索斯洛夫博士说。

研究人员开发了理论和模拟来描述具有主动应力的3D软固体。结果表明，主动应力扩大了材料的表面，并将固体拉向下方，从而导致全局形状变化。然后可以通过改变材料的弹性性质来改变固体的形状。

研究人员现在将致力于应用这一原理来设计更具体的机器人，并将深入研究集体行为和多个主动固体聚集在一起时会发生什么。