研究人员开发受海参启发的水驱软机器人

POSTECH 机械工程系的一组研究人员开发了一种水驱自运行的软执行器，它比传统的软执行器更快、更强。该团队由金东成教授、崔安德鲁博士和韩贤石领导。

该研究发表在材料化学杂志A上。

MCT和海参

这一新发展的灵感来自海参的可变胶原组织（MCT）。海参的身体由MCT组成，可以根据周围环境硬化或软化。海参的弹性模量可以在几秒钟内改变10倍，这使得它们可以通过小缝隙或膨胀以威胁捕食者。它们可以通过控制化学调节因子在胶原组织中形成或破坏氢键来实现这一点。

执行器是刚性的，可以通过改变电信号来改变其物理状态，类似于电机或开关。一些软执行器可以响应水并将其用作能量来源。对于需要自由运动的软机器人，软执行器可以在这方面提供帮助。然而，现有的软执行器往往很脆弱，很慢，这意味着它们不能有效地应用。

优于传统软执行器

研究人员受海参的MCT启发，后者可以通过与水反应自由改变形状。他们开发了一种可编程的执行器，基于极其柔韧的体积PNIPAAm水凝胶。它表现出比传统的水驱软执行器强200倍、快300倍的执行力。这些执行器甚至可以在80度 Celsius的水中使用能量来源。

通过各种测试，执行器证明了其足够强壮，可以在承受300%的拉伸应变后恢复到原始形状。

根据团队的说法，该执行器可以应用于许多不同的领域，包括工业和生物医学领域。它还可以在工业机器人中产生影响，特别是具有类似人臂的夹持器，可以抬起材料。这种机器人还可以关闭伤口，作为人工手指。

“软机器人在接触到湿气时激活，柔韧且可变形，以适应各种环境，”金东成教授解释说。“这种新开发的水凝胶执行器非常强大，快速执行，可以在没有电力的地方通过使用化学能量运行。”

该研究得到了科学和ICT部、韩国国家研究基金会和贸易、工业和能源部资助的中期研究人员计划、核心技术生物医学开发计划和炼金术项目的支持。