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受壁虎和尺蠖启发的新型小型攀爬机器人

一种有朝一日可以帮助医生进行手术的微型机器人的灵感来自于壁虎令人难以置信的抓握能力和尺蠖的高效运动。

由滑铁卢大学的工程师开发的新型机器人利用紫外线(UV)光和磁力在任何表面上移动,甚至可以爬上墙壁和穿过天花板。有关这项工作的论文已发表在《细胞报告物理科学》杂志上。

它是同类中首款不需要连接外部电源的软体机器人,可实现远程操作和多功能性,适用于协助外科医生和搜索其他无法进入的地方等潜在应用。

“这项工作是整体软体机器人首次在倒置表面上攀爬,推动了最先进的软体机器人创新,”化学工程教授赵博新博士说。“我们对它的潜力持乐观态度,在几个不同领域有更多的发展。”

该机器人由一种智能材料制成——由于受到启发它的生物而被研究人员称为GeiwBot——可以在分子水平上进行改变,以模仿壁虎如何在它们的脚上粘住和松开强大的抓手。

这使得机器人——大约四厘米长、三毫米宽和一毫米厚——能够爬上垂直的墙壁并穿过天花板,而无需拴在电源上。

Zhao和他的研究团队使用液晶弹性体和合成粘合垫构建了机器人。光敏聚合物条模拟了尺蠖的拱形和伸展运动,而两端受壁虎启发的磁垫则起到了抓握作用。

“尽管仍有一些限制需要克服,但这一发展代表了将仿生学和智能材料用于软机器人的一个重要里程碑,”滑铁卢大学纳米技术基金会赵说。“大自然是灵感的重要来源,纳米技术是应用其经验教训的令人兴奋的方式。”

不受束缚的软体机器人通过在人体内进行远程操作为潜在的外科应用铺平了道路,并在救援行动中用于在危险或难以到达的地方进行感应或搜索。

研究人员的下一步是开发一种完全由光驱动的攀爬软体机器人,它不需要磁场,并使用近红外辐射代替紫外线来提高生物相容性。

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