Popular science work
美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)研究人員設(shè)計(jì)了一種新的軟體機(jī)器人。它可同時(shí)進(jìn)行3種行為：向前滾動(dòng)，像唱片一樣旋轉(zhuǎn)，以及沿著圍繞中心點(diǎn)運(yùn)行的路徑移動(dòng)。該設(shè)備無(wú)需人工或計(jì)算機(jī)控制即可運(yùn)行，有望開發(fā)可用于導(dǎo)航和繪制未知環(huán)境的柔性機(jī)器人設(shè)備。研究發(fā)表在最新一期《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
新的軟體機(jī)器人被稱為“扭曲環(huán)形機(jī)器人”，由絲帶狀液晶彈性體制成。這些彈性體像烤肉面條一樣扭曲，然后在末端連接在一起，形成一個(gè)類似手鐲的環(huán)。當(dāng)機(jī)器人放置在至少55℃的表面上時(shí)，色帶接觸表面的部分會(huì)收縮，而暴露在空氣中的色帶部分則不會(huì)收縮。這會(huì)引起滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，表面溫度越高，機(jī)器人滾動(dòng)得越快。
該機(jī)器人也可沿著其中心軸旋轉(zhuǎn)，就像轉(zhuǎn)盤上的唱片一樣。當(dāng)它向前移動(dòng)時(shí)，會(huì)沿著圍繞中心點(diǎn)的軌道路徑移動(dòng)，基本上是繞一個(gè)大圓圈移動(dòng)。然而，如果它遇到邊界，就會(huì)沿著邊界移動(dòng)。
這一機(jī)器人最大的亮點(diǎn)，在于它們的行為是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料決定的，而不是由計(jì)算機(jī)或人為干預(yù)來(lái)指導(dǎo)的。
因此，研究人員通過(guò)設(shè)計(jì)幾何形狀，就可微調(diào)機(jī)器人的行為。例如，他們可通過(guò)扭轉(zhuǎn)絲帶來(lái)控制其旋轉(zhuǎn)方向；可通過(guò)改變色帶的寬度、色帶中的扭曲次數(shù)等來(lái)調(diào)整速度。
在概念驗(yàn)證測(cè)試中，扭曲環(huán)形機(jī)器人能夠遵循各種密閉空間的輪廓，可沿著邊界線繪制出復(fù)雜空間輪廓，并能確定邊界中的間隙或損壞。
