大学科研成果助力双响应软体机器人的发展
人造肌肉的科技突破
当前人工智能和机器人技术快速发展,如何打造更加智能、灵敏的软体机器人一直是研究热点。人工肌肉作为软体机器人的核心组件,如何模拟人体肌肉的运动特性一直是科研人员追求的目标。电离子软致动器因其轻质、高灵活性、大行程和超低工作电压等优势,成为人造肌肉的有前景候选。
近日,厦门大学吴德志教授团队在【Advanced Materials】上发表最新研究成果,成功开发了一种基于新型钴磷共掺杂纳米粒子的双响应软离子致动器。他们采用激光直接图案化技术,将富含电活性和磁活性的核壳纳米粒子嵌入3D石墨烯框架中,构建出了高效的电子/离子传输通道。这种独特的纳米结构不仅赋予了致动器出色的电化学性能,还使其在电场和磁场的双重刺激下表现出卓越的致动性能。
性能优异的双响应软体致动器
厦门大学研究团队开发的这种软离子致动器在超低±0.5V的电压下即可实现13.08mm的峰间位移,响应速度仅需1.38秒,且在约100,000次循环后的性能保留率仍超过90%,展现出了优异的稳定性。即使在更微弱的±10mV电压刺激下,也能检测到约280微米的弯曲变形。
这一结果不仅大幅提升了软体致动器的性能,而且为后续软体机器人的设计和制造提供了新的思路。通过调控核壳纳米粒子的磁性能和电化学特性,研究团队实现了在电场和磁场双重刺激下对致动器的精准控制。这种多响应性为软体机器人提供了更多的自由度和灵活性,有助于开发出更加智能、高性能的新一代软体机器人。
生物医学应用前景广阔
软体机器人在生物医学领域拥有广阔的应用前景。厦门大学研究团队还在实验中展示了这种双响应软致动器在诱导干细胞分化和增殖方面的潜力。他们发现,通过这种软致动器同时提供机械应变和电刺激,能够有效促进间充质干细胞(MSCs)的分化和增殖。这为开发具有生物相容性、简化结构的自动化细胞培养平台奠定了基础。
未来,这种双响应软体致动器有望在医疗机器人、康复辅助设备、智能仿生假肢等领域广泛应用,为人类健康事业做出重要贡献。同时,这一研究成果也为其他类型的软体机器人设计带来新的灵感和可能性。我们期待这项技术在未来能够不断优化和升级,为人类社会带来更多惊喜。
那么最后小编想问:你认为这种双响应软体机器人技术在未来的应用前景如何?这种技术在提升人类福祉方面还有哪些潜力值得探索?欢迎与小编分享你的看法。
