軟性機器人新突破!自調節電磁振盪器實現無電子元件的靈活運動
科技
05-20
傳統軟性機器人雖以靈活著稱,卻仍依賴剛性電子元件進行控制。喬治亞理工學院研究團隊近期在《Advanced Materials Technologies》期刊封面發表革命性成果,成功開發出首款完全自給自足的自調節軟性電磁振盪器。
這項由機械工程系助理教授Ellen Yi Chen Mazumdar與博士Noah Kohls主導的研究,創造出僅需電池供電即可運作的致動器系統。Kohls表示:「我們設計的軟性系統不僅能執行實際任務,更透過結構內建控制機制,大幅減少笨重電子元件的需求。」
研究團隊從蚯蚓的蠕動獲取靈感,結合矽膠結構、客製化柔性磁鐵與液態金屬導體,開發出能產生複雜運動的線性與旋轉致動器。這些元件已成功應用於驅動機器車、運轉風扇、操作幫浦及水下推進等多元場景,同時保持優異的柔韌性。
這類新型振盪器能產生類似鐘錶的節律性協調運動,僅需5至20伏特低電壓即可驅動機器人以爬行、跳躍或游泳等方式移動,頻率更可達20至40赫茲,效能超越現有軟性致動器。此特性特別適合人體內部等需要高度順應性與微型化的動態環境。
Kohls分享其研究初衷:「我的目標是創造兼具能源效率與自主運作能力的軟性系統,這對機器人學、觸覺反饋與醫療器材領域極具應用價值。」他對機器人的熱情源自大學時為家族苗圃「Firehouse Nursery」設計的種植機器人,該裝置成功協助年產逾萬株幼苗的繁重作業。
「早期專案讓我見識到機器技術改善日常工作的潛力,」Kohls充滿期待地說:「現在我更致力開發能為人類生活帶來深遠影響的系統。」這項突破性技術預示著軟性機器人將邁向真正電子元件自由的新紀元。
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