遇到障礙時可自動分解，越過障礙后又融合到一起。近日，清華大學(xué)海洋軟體機(jī)器人與智能傳感實驗室副教授曲鈞天團(tuán)隊在磁驅(qū)動微型軟體機(jī)器人領(lǐng)域取得新進(jìn)展。團(tuán)隊開發(fā)的基于電磁線圈陣列可編程操控平臺，讓磁性機(jī)器人能夠像“液滴”一樣靈活移動。
磁驅(qū)動微型軟體機(jī)器人具備可編程變形能力和多模態(tài)運動特性，能在復(fù)雜環(huán)境中靈活執(zhí)行各類操作任務(wù)。然而，現(xiàn)有基于彈性軟體材料的機(jī)器人自主變形能力有限，難以在狹窄縫隙中自由導(dǎo)航。
“圍繞機(jī)器人在大規(guī)模、獨立與可編程操控方面的關(guān)鍵技術(shù)難題，我們首先構(gòu)建了一種高密度分布式電磁線圈陣列，在毫米尺度上實現(xiàn)機(jī)器人的可編程操控。”曲鈞天介紹，平臺集成了144個小尺寸電磁線圈，能在113毫米見方的工作空間內(nèi)生成多個局部磁場，實現(xiàn)多點獨立驅(qū)動。
通過調(diào)節(jié)相鄰線圈電流的方向與幅值，平臺就能誘導(dǎo)機(jī)器人發(fā)生可逆分裂與合并。當(dāng)兩個線圈施加方向相反的電流時，可驅(qū)動“液滴”產(chǎn)生拉伸形變；進(jìn)一步調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度比，還能精確控制分裂后的“液滴”體積比。
實驗證明，機(jī)器人在復(fù)雜任務(wù)場景下具備高效協(xié)同能力，包括自主排序、圖案重構(gòu)、數(shù)字顯示、摩斯編碼和流體混合等功能。曲鈞天表示，該成果為海洋微流控、器官芯片、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域提供了一種全新的微尺度智能操作范式，有望拓展磁驅(qū)動微型軟體機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用邊界。
遇到障礙時可自動分解，越過障礙后又融合到一起。近日，清華大學(xué)海洋軟體機(jī)器人與智能傳感實驗室副教授曲鈞天團(tuán)隊在磁驅(qū)動微型軟體機(jī)器人領(lǐng)域取得新進(jìn)展。團(tuán)隊開發(fā)的基于電磁線圈陣列可編程操控平臺，讓磁性機(jī)器人能夠像“液滴”一樣靈活移動。
磁驅(qū)動微型軟體機(jī)器人具備可編程變形能力和多模態(tài)運動特性，能在復(fù)雜環(huán)境中靈活執(zhí)行各類操作任務(wù)。然而，現(xiàn)有基于彈性軟體材料的機(jī)器人自主變形能力有限，難以在狹窄縫隙中自由導(dǎo)航。
“圍繞機(jī)器人在大規(guī)模、獨立與可編程操控方面的關(guān)鍵技術(shù)難題，我們首先構(gòu)建了一種高密度分布式電磁線圈陣列，在毫米尺度上實現(xiàn)機(jī)器人的可編程操控。”曲鈞天介紹，平臺集成了144個小尺寸電磁線圈，能在113毫米見方的工作空間內(nèi)生成多個局部磁場，實現(xiàn)多點獨立驅(qū)動。
通過調(diào)節(jié)相鄰線圈電流的方向與幅值，平臺就能誘導(dǎo)機(jī)器人發(fā)生可逆分裂與合并。當(dāng)兩個線圈施加方向相反的電流時，可驅(qū)動“液滴”產(chǎn)生拉伸形變；進(jìn)一步調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度比，還能精確控制分裂后的“液滴”體積比。
實驗證明，機(jī)器人在復(fù)雜任務(wù)場景下具備高效協(xié)同能力，包括自主排序、圖案重構(gòu)、數(shù)字顯示、摩斯編碼和流體混合等功能。曲鈞天表示，該成果為海洋微流控、器官芯片、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域提供了一種全新的微尺度智能操作范式，有望拓展磁驅(qū)動微型軟體機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用邊界。
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