缆车虽能高效运输货物穿越陡峭山坡,但在微缩尺度下如何实现类似功能?北卡罗来纳州立大学副教授尹杰团队研发出一种新型光驱动环形机器人,成功实现了在极细空中轨道上承载物品移动的创新突破。
该装置并非传统机械结构,而是由光敏液晶弹性体构成的环形带状物。其表面布满螺旋状扭曲,外观酷似盘绕成环的意大利螺旋面。当机器人悬挂于水平或倾斜的细线轨道时,轨道穿过带状物上两至三个连续的扭曲段,其余部分自然垂于轨道下方,货物则悬挂在环形底部。
当头顶红外光源照射时,靠近光源的弹性体顶部区域发生收缩并卷曲,形成类似螺旋推进器的驱动机制。该机制不仅推动机器人沿轨道前进,还持续将受光区域移离光源,同时将未受光区域拉入光照区。只要光源持续,机器人即可在轨道上无限运行。
实验室测试显示,该机器人可在从发丝到吸管粗细的直轨或曲轨上灵活移动,能跨越绳结等障碍,攀爬高达80度的陡坡,并承载超过自身重量12倍的货物。相关研究成果已发表于《先进科学》期刊。
尹杰教授表示,团队正探索该技术的特定应用场景,并计划开发能响应阳光或其他外部能源的软体机器人。这一突破为微型物流、精密装配及特殊环境作业提供了全新思路,尤其值得中国软体机器人领域关注其光驱动机制与轻量化设计对微型化设备的启示。