通过水凝胶填充的弹性体触发相变，在软执行器中进行选择性强化

【科研摘要】

大自然启发了新一代的机器人，这些机器人不仅模仿自然系统的行为，而且由于制造它们的材料（通常由软物质制成）而共享其对环境的适应性和合规性水平。为了适应性强和适应性强，这些机器人需要能够根据外部反馈来局部改变其基于软材料的物体的机械性能。最近，意大利技术学院Francesco Visentin和Barbara Mazzolai教授团队提出了一种软执行器，该软执行器体现了高度可控的热响应水凝胶，并在直接刺激下改变其刚度。在临界温度下，这种刺激触发了水凝胶的可逆转变，从而在目标位置局部增强了弹性体的密闭性。

通过将执行器分成多个部分，可以根据加强部分来控制其宏观行为。通过将三个执行器布置成用于抓取物体的抓取器配置，可以评估这些属性。结果清楚地表明，该方法可用于开发软执行器，该执行器可以按需更改其机械性能，以符合物体或施加所需的力。相关论文以题为Selective Stiffening in Soft Actuators by Triggered Phase Transition of Hydrogel-Filled Elastomers发表在《Advanced Functional Materials》上。

【主图导读】

图1 软执行器的可变刚度。

图2 PNIPAm相变行为。

图3 填充PNIPAm的弹性体可作为局部控制软机器人中刚性的方法。

图4 可控软执行器的设计和性能。

图5 软执行器的性能。

参考文献：doi.org/10.1002/adfm.202101121

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