软履带机器人通过折纸动力移动身体

以生物为灵感的Robotopillar，其模块化折纸身体部分    Frank Wojciechowski

如果一个软体机器人使用刚性驱动器来移动它的身体，那么它现在就不是真的软了，对吗？一种受毛毛虫启发的新型实验性机器人解决了这一难题，它利用柔软可折叠的折纸片段蠕动并引导自己进入我们的心脏。

该设备被称为Robotopillar，是普林斯顿大学和北卡罗来纳州立大学的工程师合作创建的。

就像我们最近看到的其他蛇形机器人一样，它（或其后代）有朝一日可能会被用于搜索被困在灾难现场瓦砾下的幸存者，甚至可能探索其他行星的表面。

它的模块化主体由一排磁性连接的节段组成。如果需要的话，这些部分可以相互分离，并作为一个协作的“群体”四处移动。然而，对于大多数应用程序来说，它们会以类似毛虫的形式连接在一起。

每个圆柱形部分的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）外皮具有Kresling型折纸折叠图案。简言之，这种模式由多个对角折叠组成，这些折叠允许片段向下扭曲成平板的形式，然后扩展回圆柱体的形式。

沿着每条折线是由液晶弹性体和聚酰亚胺制成的薄“控制条”，两者都被连接到电源的银纳米线带覆盖。向纳米线网络施加电流会使其升温，进而加热控制条。

液晶弹性体带通过收缩来响应热量，而聚酰亚胺带同时通过膨胀来响应。沿着折叠线的这种组合的不对称反应导致片段向下扭曲成圆盘。当电流被切断时，分段会重新膨胀为圆柱体。通过以这种方式依次激活所有分段，可以向前或向后移动机器人。

也就是说，纳米线“加热器”条可以在一个片段的一侧被激活。这导致细分市场只在那一边收缩。如果以这种方式触发几个相邻的分段，机器人支柱的身体就会向那个方向弯曲和移动。科学家们现在正致力于提高机器人的速度和改进其转向。

普林斯顿大学博士后研究员拓赵最近在《美国国家科学院院刊》上发表了一篇关于这项研究的论文。你可以在Vimeo上看到机器人支柱的动作。

资料来源: Princeton University