這些自我推進裝置可以在各種領域找到用途,從玩具到機器人和美國軍隊的機械系統(tǒng)等等。
據(jù)了解,這種新材料是來自馬薩諸塞大學阿默斯特分校的科學家打造,他們的研究得到了美國陸軍的資助,其目的是在工程系統(tǒng)中重現(xiàn)快速移動生物體的機制。
研究論文作者Al Crosby表示:“像維納斯捕蠅草這樣的植物就是這種運動的好例子,動物世界中的蚱蜢和夾顎螞蟻也是如此??焖俨环€(wěn)定性是自然結合彈簧和門閂的一種方式,其被越來越多地用到制造小型機器人和其他設備的快速運動以及橡膠彈子之類的玩具中。然而大多數(shù)捕捉裝置都需要一臺發(fā)動機或一只人類的手來保持移動。(現(xiàn)在)有了這個發(fā)現(xiàn),可能會有各種不需要電池或發(fā)動機就能為運動提供燃料的應用?!?/p>
這種自我推進的材料是在科學家們進行彈性凝膠帶干燥實驗時產(chǎn)生的。研究小組注意到,當凝膠帶內部流體蒸發(fā)時它會自己移動--盡管速度很慢;然而當蒸發(fā)達到某個閾值時,這個過程會時不時地產(chǎn)生更快的運動,即所謂的快速不穩(wěn)定。
而進一步的研究表明,可以通過改變材料的形狀來控制這一過程也可以使凝膠帶在再次移動之前恢復到原來的狀態(tài)。之后,該團隊對不同形狀的機器人進行了實驗并在一些能持續(xù)移動的機器人上展開。一些改造過的凝膠帶甚至能自己爬樓梯。
Crosby指出:“這些課程演示了材料如何通過跟環(huán)境的相互作用如通過蒸發(fā)產(chǎn)生強大的運動,它們對設計新機器人非常重要,尤其是在很難有發(fā)動機、電池或其他能源的小尺寸設備中。”
美國陸軍研究辦公室分處處長Ralph Anthenien博士則表示:“這項工作未來將在陸軍和國防部的驅動和動力系統(tǒng)中找到無數(shù)可能的應用。”