美国北卡罗来纳州立大学研究团队在《先进科学》期刊发表突破性成果,研发出一种无需传统电机的软体环状机器人。该机器人由扭曲成螺旋状的液晶弹性体带构成闭环,可套在任意材质的导线或缆绳上运行,其运动原理完全依赖红外光驱动,标志着微型自主移动技术的新方向。
该软体机器人重约0.46克,却能承载超过自身重量12倍的货物,即约5.52克。其运动机制巧妙利用光热效应:当红外光垂直照射机器人时,受光部分因吸热收缩,推动冷却部分进入光照区,形成连续滚动。这种“光驱动蠕动”机制使机器人能自主沿导线前进,无需任何内置动力源。
实验显示,该机器人不仅能在紧绷的钢丝绳上运行,还可适应不同粗细和形状的轨道,包括直径如发丝般细的导线和吸管粗细的轨道。它能轻松应对斜坡、下坡及小型障碍物,并沿曲线、圆形甚至三维螺旋路径精准导航。研究负责人方杰(Fangjie Qi)指出,这种对复杂路径的可控适应能力,为未来实际应用奠定了坚实基础。
尽管目前尚未确定具体应用场景,但研究团队正计划拓展机器人的能源响应能力,使其能利用太阳光等其他外部能源。这一技术突破为微型物流、精密检测及狭窄空间作业提供了全新思路,尤其适合对重量和体积有严苛要求的场景。
对中国制造业而言,此类无源驱动软体机器人技术或可启发微型化、轻量化装备的创新设计,在精密仪器、医疗微操作及特种巡检等领域具有潜在应用价值,值得持续关注其产业化进程。