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中国科学家研制出仿变色龙软体机器人

中新社深圳8月1日电 记者1日从中国科学院深圳先进技术研究院获悉,该研究院的杜学敏团队成功研制出能通过颜色变化进而实现与环境交互,同时还能运动的软体爬行机器人。该研究成果7月31日在线发表于国际顶级学术期刊《细胞》(Cell)姊妹刊《Matter》上。

“传统的软体驱动器难以兼具变形与变色的多功能特性,而我们研发的爬行机器人能够像自然界中的生物一样,自主感知环境变化并及时做出反应。”杜学敏博士接受记者采访时说道。

据杜学敏介绍,受变色龙的启发,杜学敏团队以周期性排布的纳米颗粒为模板,注入特殊材料并固化后,通过移除纳米颗粒模板,进而获得具有周期性纳米孔洞结构的变色薄膜。该薄膜在溶剂氛围中的颜色变化速度可快至0.2秒,并且通过调控薄膜暴露在溶剂蒸气中的时间长短,从而实现不同的颜色变化。

该项研究的另一大突破在于快速变色的同时,结合可控变形与可控运动的材料,实现了仿变色龙的驱动。“通过模仿自然界中蛇和蚯蚓等爬行生物的运动方式,我们设计出了既能变色又能定向爬行的软体机器人,其运动速度达到了0.16cm/s(一分钟可以爬行逾6倍自己身长的距离)。”杜学敏介绍说,该成果有望在传感、通讯及机器人伪装等方面实现应用。

据了解,经团队实验表明,该爬行机器人的变色与变形持续逾100个循环后,仍然能保持优良的驱动特性。此外,团队还将此次研发材料设计成风车、花朵等各式复杂形状。

对于该研究成果的未来应用,杜学敏表示,研究团队目前已将此次研发材料与特种机器人结合,实现了机器人与环境实时交互的功能。未来计划将材料特性与人形机器人相结合,做成机器人的“皮肤”,赋予机器人更拟人的情绪表达。


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