受水母啟發(fā) 天津大學(xué)研發(fā)全球首個(gè)液態(tài)全柔性智能機(jī)器人

液態(tài)全柔性智能機(jī)器人示意圖。天津大學(xué)供圖

      柔性電子器件具有超薄、柔性、可延展的“類皮膚”特性，在能源、醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域擁有廣闊前景。理論上，利用柔性電子技術(shù)研發(fā)的微型“軟體”機(jī)器人可以反復(fù)改變形狀，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、抓取、運(yùn)輸和觸覺(jué)感應(yīng)等功能。但現(xiàn)階段“軟體機(jī)器人”依然面臨“硬傷”，需要依賴傳統(tǒng)的剛性傳感元件和電路，阻礙了性能的實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)代社會(huì)的多元化需求急切呼喚“全柔性”機(jī)器人的出現(xiàn)。

      受自然界柔軟的水母、輪蟲等腔腸動(dòng)物和浮游生物的啟發(fā)，天津大學(xué)黃顯教授團(tuán)隊(duì)利用液滴的柔軟無(wú)定形特性和柔性電子器件的超薄柔軟特性，構(gòu)建了一種全新的“智能液滴”——液態(tài)全柔性智能機(jī)器人。

      目前，相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表于國(guó)際工程和自然科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《尖端科學(xué)》。

      論文第一作者、天津大學(xué)精儀學(xué)院博士研究生周明行告訴記者，這款機(jī)器人長(zhǎng)8毫米，高度不足5毫米，由電子器件和液滴兩部分構(gòu)成（如圖）。液滴可以是水凝膠、水或者油，具體形態(tài)取決于機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景。由于黃色柔性電子器件僅有1.1毫克，且超薄可彎折，因此可以被液滴攜帶著進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

      “構(gòu)造上來(lái)說(shuō)，這個(gè)全柔性、可編程控制的機(jī)器人不含有剛性傳感器件，本身沒(méi)有固定形態(tài)，能夠在不同環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、變形和傳感測(cè)量。”他說(shuō)，機(jī)器人還搭載了多種傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、光學(xué)傳感器、應(yīng)力傳感器、葡萄糖傳感器、食品毒素傳感器和無(wú)線能量采集模塊等，未來(lái)可應(yīng)用于基因測(cè)序、化學(xué)合成、藥物遞送等領(lǐng)域，有望成為能進(jìn)入人體檢測(cè)治療的“血管醫(yī)生”。

      據(jù)悉，如果應(yīng)用場(chǎng)景需要搭載的傳感器不多，機(jī)器人最小可以做到1毫米之內(nèi)。