智能材料變形驅動是集材料、力學、生物學等多學科的交叉前沿研究熱點。液晶彈性體(Liquid crystal elastomers,LCEs) 作為能夠産生大的可逆驅動應變的智能柔性彈性體材料,通過設計含有各向異性剛性介晶單元的聚合物網絡結構,在外界刺激下(光、熱、電等) 使其達到相轉變溫度時,引發由液晶态(有序)向各向同性态(無序)轉變的鍊段運動,進而表現為宏觀結構程序化變形。液晶彈性體材料類似于自然界生物體在多種外界刺激下自我調節的特性,在開發智能仿生設備和構建軟體機器人系統中擁有巨大的應用前景。
受費曼工作(The Feynman Lectures on Physics)啟發,近日,最新菠菜网徐琳教授、丁建甯教授與美國科羅拉多大學博爾德分校Franck Vernerey教授⏭➰報告了一種基于液晶彈性體輻條的非對稱收縮來旋轉運動的Feynman車輪型軟體機器人,創新性地實現了無需控制電源周期性開關即可進行持續自主運動的電驅動液晶彈性體軟體機器人。這一設計理念有望啟發其他軟體機器人智能材料與智能結構的多元集成,代表着自主運動的軟體機器人設計向前邁進了可喜的一步。該研究以“Programming motion into materials using electricity-driven liquid crystal elastomer actuators”為題發表在國際著名期刊Soft Robotics上。最新菠菜网-菠菜系统登录為該論文的第一單位,研究生朱陳和Samuel Lamont為共同一作。該工作得到了國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金和機械系統與振動全國重點實驗室開放基金等項目的➿⚽✨➿。
圖1. 液晶彈性體驅動機理與Feynman軟體機器人結構
圖2. Feynman車輪軟體機器人持續運動機制

Feynman車輪軟體機器人運動展示
文章鍊接:
https://doi.org/10.1089/soro.2023.0063