我國研發(fā)出基于鎵基室溫液態(tài)金屬的新型機器人驅動器

據(jù)悉，中國科學技術大學精密機械與精密儀器系張世武副教授研究團隊與其合作者組成的聯(lián)合研究組，設計出基于鎵基室溫液態(tài)金屬的新型機器人驅動器，首次實現(xiàn)了液態(tài)金屬驅動的功能性輪式移動機器人。

鎵基室溫液態(tài)金屬具有獨特的表面性質及理化特性，可以通過電場、磁場以及濃度梯度場等多種能量場或者表面改性等方式，實現(xiàn)變形、移動、分離以及融合等多種形態(tài)學變化，在微流體、生物醫(yī)學以及機器人等領域有巨大的應用前景。然而，液態(tài)金屬在機器人領域的應用研究，目前僅局限于以液態(tài)金屬液滴為機器人本體，尚無基于液態(tài)金屬的功能性機器人的研究報道。

研究人員首先設計出一種具有超疏水表面的極輕半封閉輪式結構，將液態(tài)金屬液滴限制在狹長的輪體內部，然后，通過巧妙設計的隨動微型電極支架施加外部電場驅動輪體內液態(tài)金屬運動，進而持續(xù)改變輪式機器人的重心，驅動輪式機器人滾動。同時，研究人員對新型液態(tài)金屬機器人做了動力學建模與分析，并通過實驗探索電解液濃度、施加電壓、液態(tài)金屬體積、輪體結構等參數(shù)對機器人運動性能的影響，獲得驅動運動的最佳參數(shù)匹配。最后，通過集成電池系統(tǒng)，研究人員成功設計出新型液態(tài)金屬自驅動輪式移動機器人。