研發(fā)人員利用液晶彈性體設(shè)計(jì)自動(dòng)折疊機(jī)器人

　　近日，加州大學(xué)圣地亞哥分校研發(fā)人員利用液晶彈性體設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)折疊機(jī)器人。

　　據(jù)悉，它能抬起比自身重38倍的物體，研究人員叫它起重機(jī)，加熱時(shí)會(huì)像人造肌肉一樣收縮，可以疊成了不同的形狀。若將三個(gè)起重機(jī)逐一收縮，連起來就變成了一款爬行機(jī)器人。

　　液晶彈性體是一種輕微交聯(lián)的液晶聚合物網(wǎng)絡(luò)。在磁場(chǎng)、電場(chǎng)、溫度或預(yù)拉伸的影響下能夠進(jìn)行可逆的變形。由于它們的致動(dòng)特性，液晶彈性體常常被用來制作軟機(jī)器人或人造肌肉，研究人員選擇用加熱的方式驅(qū)動(dòng)液晶彈性體，利用光刻技術(shù)將加熱層嵌入了液晶彈性體中。“起重機(jī)”的折疊結(jié)構(gòu)是一種稱為Sarrus聯(lián)動(dòng)的機(jī)制，可以使單個(gè)驅(qū)動(dòng)肌肉可以在兩個(gè)方向上折疊。圖中紅色和藍(lán)色的箭頭分別表示致動(dòng)器的加熱和冷卻狀態(tài)。當(dāng)液晶彈性體被加熱時(shí)，致動(dòng)器處于彈出狀態(tài)；材料被冷卻后，致動(dòng)器自動(dòng)縮回扁平狀。起重機(jī)的收縮與液晶彈性體的加熱時(shí)間有關(guān)，研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加熱到30s左右，材料的應(yīng)變能力達(dá)到峰值，‘起重機(jī)’完全展開，折疊角最大為64°；當(dāng)加熱停止時(shí)，液晶彈性體開始立刻松弛，但要達(dá)到完全松弛狀態(tài)需要2分鐘。

　　起重機(jī)的負(fù)重能力隨溫度的增加而增加。在啟動(dòng)狀態(tài)，眨眼間便可抬起20g的負(fù)載。研究人員預(yù)測(cè)它的最大負(fù)載能力可達(dá)到700g，未來可應(yīng)用于搜救，航空航天系統(tǒng)和醫(yī)療設(shè)備中。