研究人員報(bào)告說(shuō)，能夠卷曲和攀爬的新型軟機(jī)器人可以激發(fā)能夠主動(dòng)改變形狀的可穿戴設(shè)備的發(fā)展。類(lèi)似卷須的機(jī)器人是由意大利語(yǔ)Istituto(IIT)組成的團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)意，由Barbara Mazzolai領(lǐng)導(dǎo)并使用與植物相同的水運(yùn)系統(tǒng)來(lái)移動(dòng)。
Mazzolai擁有與植物類(lèi)機(jī)器人合作的廣泛專(zhuān)業(yè)知識(shí)。她協(xié)調(diào)歐盟資助的項(xiàng)目“Plantoid” - 旨在創(chuàng)建第一個(gè)可行的植物啟發(fā)機(jī)器人 - 并擁有生物學(xué)博士學(xué)位。在微系統(tǒng)工程中。她的團(tuán)隊(duì)成員包括擁有博士學(xué)位的航空航天工程師Edoardo Sinibaldi。在應(yīng)用數(shù)學(xué)方面，和Indrek Must，一位擁有博士學(xué)位的材料技術(shù)專(zhuān)家。在工程和技術(shù)方面。
他們直接從植物在自然中移動(dòng)的方式中獲得靈感。研究小組解釋說(shuō)，植物運(yùn)動(dòng)主要與生長(zhǎng)有關(guān)，并且它們不斷使形態(tài)適應(yīng)環(huán)境。他們補(bǔ)充說(shuō)，大多數(shù)這種運(yùn)動(dòng)與根和植物的其他未暴露區(qū)域有關(guān)，但即使暴露在空氣中的器官(如食肉植物的葉子或攀緣植物的卷須)也能夠進(jìn)行運(yùn)動(dòng)以促進(jìn)生物體的生長(zhǎng)。
這種運(yùn)動(dòng)得到植物細(xì)胞，組織和器官內(nèi)部水分運(yùn)輸機(jī)制的支持 - 團(tuán)隊(duì)將這些機(jī)制復(fù)制到人工卷須中。這種進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的方式建立在滲透的水力學(xué)原理之上，其基于植物細(xì)胞內(nèi)液體(胞質(zhì)溶膠)中小顆粒的存在。
團(tuán)隊(duì)從一個(gè)數(shù)學(xué)模型開(kāi)始，幫助他們測(cè)量一個(gè)軟機(jī)器人 - 一個(gè)使用上述機(jī)制移動(dòng)的機(jī)器人 - 應(yīng)該是多大。需要此步驟以避免繁瑣的機(jī)器人。憑借他們理想的尺寸，團(tuán)隊(duì)將他們的機(jī)器人塑造成一個(gè)小卷須。
該機(jī)器人由填充有富含離子的液體(帶電粒子)的柔性PET管構(gòu)成。1.3伏電池為整個(gè)裝置提供動(dòng)力。當(dāng)電流流過(guò)液體時(shí)，離子被吸引并固定在卷須底部的柔性電極上。這種運(yùn)動(dòng)引起液體的大范圍運(yùn)動(dòng)，從而為整個(gè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。它不是很快，但機(jī)械卷須可以執(zhí)行完全可逆的運(yùn)動(dòng)，就像在真實(shí)植物中看到的那樣。要重置其運(yùn)動(dòng)，團(tuán)隊(duì)只需斷開(kāi)電池即可。
這項(xiàng)研究首次證明滲透可以用來(lái)為機(jī)器人中的可逆運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力(它不是第一個(gè)植物機(jī)器人，也不是第一個(gè)可以移動(dòng)的類(lèi)似植物的機(jī)器人)。使用普通材料(市售電池，一些PET塑料和普通織物)成功完成此操作后，表明該技術(shù)可以輕松，安全地適應(yīng)與生物和物體的相互作用。該團(tuán)隊(duì)設(shè)想的一些應(yīng)用范圍從可穿戴技術(shù)到用于探索的靈活機(jī)器人手臂。
Mazzolai和她的研究團(tuán)隊(duì)希望將來(lái)繼續(xù)模仿植物運(yùn)動(dòng)以供機(jī)器人使用。他們目前正在參與協(xié)調(diào)“GrowBot”，這是一個(gè)由歐洲委員會(huì)根據(jù)FET主動(dòng)計(jì)劃資助的項(xiàng)目。GrowBot的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種能夠管理自身生長(zhǎng)和適應(yīng)周?chē)h(huán)境的機(jī)器人，能夠識(shí)別它附著的表面或錨定它的支撐 - 就像攀爬植物一樣。
