自主爬行的软ringbots可以在狭窄的缝隙中导航

北卡罗来纳州立大学的研究人员创造了一种环形软体机器人，当暴露在高温或红外光下时，它能够在表面爬行。研究人员已经证明，这些“ringbots”能够在环境空气或水下将小的有效载荷拉过表面，以及穿过比其环尺寸更窄的间隙。

环形机器人由液晶弹性体制成，呈环形带状，类似于手镯。当您将ringbot放置在温度至少为55摄氏度(131华氏度)(比环境空气温度高)的表面上时，色带接触表面的部分会收缩，而暴露在空气中的部分会收缩不是。这会在色带中引起滚动运动。

同样，当研究人员将红外线照射在环形机器人上时，色带暴露在光线下的部分会收缩，而被光线遮挡的部分则不会。这也会在色带中引起滚动运动。

实际上，这意味着当放置在热表面上时，爬行机器人会从下向上移动。但是当暴露在红外光下时，运动是从上到下开始的。

驱动这种连续运动的原因之一是环形机器人是双稳态的，这意味着它在静止时有两种形状。如果色带开始扭曲，它会快速恢复到原来的形状，或者向前快速进入另一种双稳态。

想象一个带状橡胶手镯。如果将手链的两端向前折叠一点，然后松手，它会弹回原形。但如果你将末端折叠得足够远，它就会折断——基本上是将手链从里到外折叠起来。

对于环形机器人，“折叠”是通过施加恒定的热量或红外线，使弹性体收缩和旋转来完成的。如果环形机器人是对称的，这基本上会让它原地跳舞。

“但是通过设计环的形状，使环的一侧永久扭曲，结构是不对称的，”该论文的通讯作者、北卡罗来纳大学机械与航空航天工程副教授JieYin说。状态。“这意味着环路不均匀地暴露在热量或红外线下，导致软体机器人在表面横向移动。”

当放置在热表面上时，最终结果是爬行的环形机器人将自己向前拉。但是当暴露在红外线下时，爬行的环形机器人会向前推进。将其视为前轮驱动与后轮驱动。

在演示中，环形机器人能够拉动小的有效载荷，并且可以在环境空气和水下工作。

研究人员还证明，环形机器人可以调整其体型以挤过比环形机器人的直径窄30%以上的密闭空间。当缝隙太窄而软体机器人无法通过时，它会重新定向以远离缝隙。

“这是一项根本性的进步，而不是为特定应用而设计的东西，”Yin实验室的博士后研究员YaoZhao说。“我们正在展示当‘物理智能’被设计到材料和结构本身的设计中时可以实现什么，允许它在没有计算输入的情况下移动和导航空间。”

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