近日，一个工程师研究团队研发出一种可远程磁场控制的软体机器人，atv，其核心技术在于磁场对软体机器人内部所嵌入的磁性微粒链的操控，这是软体机器人控制领域的一大根本性进展。

　　利用这种技术，研究人员已开发出几种新型软体机器人装置，该研究3月28日发表于美国化学协会《应用材料与界面》（Applied Material &Interfaces）杂志上。

　　论文作者、北卡罗来纳州立大学材料科学与工程学副教授乔·特雷西（Joe Tracy）表示：“通过将这些自组装微颗粒链引入软体机器人，我们不仅能使机器人执行更复杂的任务，同时还能保持相对简单的设计。”

　　这些新型磁场控制软体机器人的应用范围十分广泛，包括用于药物递送系统（Drug Delivery System, DDS）的远程触发泵，以及开发可远程部署的结构等。

　　这项新技术的发明主要基于美国北卡州立大学（NC State）化学和生物分子工程学教授特雷西（Tracy）和奥林·蔚乐（Orlin Velev）有关自组装磁力驱动复合材料领域的前期工作。

　　这项研究中，研究人员在聚合物液体混合物中加入磁性微粒，然后施加外部磁场以诱导微颗粒形成互相平行的自组装链。当混合物干燥后，atv，就形成了内部嵌入规则的磁性微粒链的弹性聚合物薄膜。

　　特雷西说：“正是基于这些磁性微粒链，使我们能够利用外部磁场远程操控弹性聚合物，从而形成可操控的软体机器人。”

　　在控制方面，可以改变磁场的方向及强度。在外部磁场作用下，磁性微粒链通过调整其自身及周围聚合物的方向而进行响应。

　　利用这种技术，研究人员研发出三种软体机器人。第一种装置是悬臂式软体机器人，该软体机器人能够提起其自身重量50倍的重物。第二种装置是一种仿手风琴式结构，能够实现扩展和收缩，模拟肌肉的行为。第三种装置是一种管状结构，能够用于设计蠕动泵，被压缩部分沿着管的长度方向移动，就像人们挤牙膏一样。

　　“目前，我们正在努力提升这些装置的控制和功能，以进一步提高软件机器人的潜力，”特雷西说。

　　此外，研究人员还制定了一种衡量指标来评估磁性起重机的性能，例如上述磁性软体悬臂装置。

　　该论文合作者、埃隆大学（Elon University）物理学教授本·埃文斯（Ben Evans）称，“上述性能评估是基于悬臂装置所能提升的重量来衡量的，其中要考虑到软体机器人中嵌入的磁性微粒物质以及所施加的磁场强度。我们认为，对于该领域研究人员来说，这是一个非常有用的工具。”

　　编辑：李小李

　　参考：Marissa M. Schmauch et al. Chained Iron Microparticles forDirectionally Controlled Actuation of Soft Robots, ACS AppliedMaterials & Interfaces (2017). DOI: 10.1021/acsami.7b01209

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