研究人员开发出第一种自修复、导电的软材料gydF4y2Ba

卡内基梅隆大学的工程师们开发出了一种具有金属导电性和自修复性能的软材料,这是第一种能够保持足够的电粘附力来支持数字电子产品和电机的材料。这一进展发表在gydF4y2Ba电子产品,gydF4y2Ba标志着软机器人和机器人、电子和医学领域的突破。半岛app官网gydF4y2Ba
在卡内基梅隆大学,软机器人代表了由多功能材料制造的新一代软机器和机器人,这些材料集成了传感、驱动和智能。gydF4y2Ba
研究团队介绍了该材料,一种液态金属填充有机凝胶复合材料,具有高导电性、低刚度、高拉伸性和自愈合性能,适用于三种应用(gydF4y2Ba参见随附视频gydF4y2Ba):gydF4y2Ba
- 抗损坏的蜗牛机器人gydF4y2Ba
- 为玩具车供电的模块化电路gydF4y2Ba
- 可重构生物电极,测量身体不同部位的肌肉活动gydF4y2Ba
“这是第一种能够保持足够高的导电性来支持数字电子产品和耗电设备的软材料,”主要作者、机械工程教授Carmel Majidi说。“我们已经证明,你可以用它来驱动马达。”gydF4y2Ba
这种完全不系绳的蜗牛机器人在其柔软的外表上使用了自修复导电材料,它嵌入了电池和电动机来控制运动。在演示过程中,该团队切断了导电材料,并观察到其速度下降了50%以上。由于其自愈特性,当人工重新连接材料时,机器人恢复了电气连接,并恢复了原始速度的68%。gydF4y2Ba
这种材料还可以作为可重构电路的模块化构件。在他们的演示中,一块凝胶最初将玩具车连接到马达上。当该团队将凝胶分成三部分,并将其中一部分连接到安装在车顶的LED上时,他们能够使用剩余的两部分恢复汽车与电机的连接。gydF4y2Ba
马吉迪解释说:“在实践中,你会想要重复使用这些凝胶状电子产品,并将其循环利用到不同的配置中,我们的玩具车演示表明这是可能的。”gydF4y2Ba
最后,研究小组展示了这种材料可以被重新配置,以获得身体不同位置的肌电图读数。由于其模块化设计,该有机凝胶可以改装以测量前臂前肌肉的手部活动,并测量小腿后部的小腿活动。这为使用柔软的、可重复使用的材料制作肌电图和心电图等组织电子界面打开了大门。gydF4y2Ba
马吉迪解释说:“软机器人技术是将机器人技术无缝集成到日常生活中,以人类为中心。”半岛app官网“我们的凝胶可以作为生物电极,直接与身体上的电子设备连接,收集信息并无线传输,而不是用生物监测电极连接患者和安装在车上的生物测量硬件。”gydF4y2Ba
展望未来,马吉迪希望将人工神经组织的研究与他对人造肌肉的研究结合起来,建造完全由柔软的凝胶状材料制成的机器人。gydF4y2Ba
“看到软体机器人被用于监控难以到达的地方会很有趣。无论是可以监测水质的蜗牛,还是可以在我们房子周围爬行寻找霉菌的蛞蝓。”gydF4y2Ba
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