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

液態(tài)全柔性智能機器人示意圖。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”機器人可以反復(fù)改變形狀，實現(xiàn)運動、抓取、運輸和觸覺感應(yīng)等功能。但現(xiàn)階段“軟體機器人”依然面臨“硬傷”，需要依賴傳統(tǒng)的剛性傳感元件和電路，阻礙了性能的實現(xiàn)。現(xiàn)代社會的多元化需求急切呼喚“全柔性”機器人的出現(xiàn)。

      受自然界柔軟的水母、輪蟲等腔腸動物和浮游生物的啟發(fā)，天津大學(xué)黃顯教授團隊利用液滴的柔軟無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)全柔性智能機器人。

      目前，相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表于國際工程和自然科學(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，這款機器人長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)取決于機器人的應(yīng)用場景。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行運動。

      “構(gòu)造上來說，這個全柔性、可編程控制的機器人不含有剛性傳感器件，本身沒有固定形態(tài)，能夠在不同環(huán)境條件下實現(xiàn)運動、變形和傳感測量。”他說，機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線能量采集模塊等，未來可應(yīng)用于基因測序、化學(xué)合成、藥物遞送等領(lǐng)域，有望成為能進入人體檢測治療的“血管醫(yī)生”。

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