近年来,软驱动器引起了研究者们的广泛关注,因其可将外部刺激(如:光、湿度、电、磁等)转化为形变,并应用于医疗保健、货物运输、人工智能机器人等领域。然而多数驱动器因响应单一而无法应对复杂的任务需求,因此对开发多场响应的软驱动器提出了迫切的需求。由于电热驱动器具有操作简单,使用方便,可控性强等优点,基于电与湿度、电与光、电与热驱动的多响应驱动器已得到深入研究。目前,将电热驱动与具有无线操作、无需与驱动器直接接触优点的磁驱动进行结合,开发智能双模驱动器的研究较少。
由于软驱动器在物体的控制和转移方面具有巨大的潜力,为了研究先进结构驱动器的可行性,研制了一种基于MPDMS/MXene/PTFE软驱动器的智能抓手(图4a),在通电情况下可以抓取和转移不规则假花花束,在稳定的电压下将假花花束移动到较高的高度而不掉(图4b)。此外四指抓手可以包裹住鹌鹑蛋并对其进行加热(图4c),证明该抓手不仅可以抓取和传递物体,还可以对抓取的物体进行有效的加热,可以用于需要一次操作完成物体的传递和加热的特殊场景。
图6. 在电热和磁配合驱动下自主向前爬行的爬行机器人。
该研究得到了国家自然科学基金项目、中央高校基础科研基金和国家航空科学基金的资助和支持。
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