“柔性機器人”：太陽一晒就跳躍

記者從合肥工業大學獲悉，該校成功研發了一種可在低電壓及太陽光照射下，產生大變形的新型碳納米管柔性薄膜智能驅動器，並模擬人類“彈指”的手部動作，設計研發了在外部光照刺激下產生跳躍運動的柔性“機器人”，該成果日前發表在國際重要學術期刊《先進功能材料》上。

柔性智能驅動器可將光、電、熱、濕度等外部能量，直接轉化為器件本身的機械變形，無需通過繁瑣的能量轉化裝置，因而吸引了科學家們廣泛的研究興趣。但對於簡單結構、快速大變形、多源響應，以及能對飛行、跳躍等復雜運動進行模擬的柔性驅動器研究仍面臨諸多挑戰。

合肥工業大學科研團隊與中國科學院蘇州納米所合作，設計制備的具有卷曲形狀的碳納米管/聚合物雙層薄膜驅動器，可在低電壓以及光照射下，產生從管狀到平直形狀的快速大變形，並且在電信號或者光照撤除后恢復到原始卷曲形狀。科研人員將驅動器的兩端部分重合來模擬“彈指”中拇指與中指，從而構筑了光驅動跳躍“機器人”。機器人在光照下兩個端部的選擇性非對稱變形導致彈性勢能的積累以及瞬間釋放，從而產生高度達到自身高度的5倍以上的跳躍運動，並伴隨空中翻滾動作。通過改變入射光方向，機器人還可產生類似於不倒翁的周期性搖擺運動。

“跳躍運動涉及到能量的存儲以及瞬間釋放，柔性仿生智能驅動材料器件不需要通過彈簧、齒輪等結構設計來積累、存儲和快速釋放能量，為實現跳躍運動提供了一種全新的方式。”合肥工大胡穎研究員說，他們還進一步研發了爬行機器人、仿生機械手以及能在太陽光照射下綻開的仿生花朵等。這一成果在智能仿生、柔性傳感等領域具有廣泛應用前景。（記者吳長鋒 通訊員周慧）