弗吉尼亚理工大学的团队开发出了一种软体机器人,使用特殊液体金属材料,实现在液体和固体形式之间的轻松转换,从而使机器可变形为一系列形状,如驾驶、飞行或水下机器人。
当开始该研究项目时,该团队表示需要创造一种介于柔软与坚硬之间且易于改变形状,可制造出执行不同功能的适应性机器。
通过实验发现,当金属被拉伸得太远时,金属会永久弯曲、破裂或拉伸成固定的、无法使用的形状。然而,通过将这种特殊金属嵌入橡胶中,研究人员将这种典型的失效机制转化为一种强度。当拉伸时,这种复合材料现在可以迅速保持所需的形状,是一种非常合适的软变形材料。
在测试中,该团队使用这种材料创造了一个可以沿地面行驶的机器人,然后变形为一个飞行无人机。据了解,机器人一开始是平行状态,里面的金属为液体形式。它可以被弯曲和拉伸成机器人所需的形状,在这一点上,金属会硬化成固体并保持该形状。在完成任何任务后则可以打开加热器,将金属加热到60°C,然后使其熔化并使机器人恢复到原来的形状,且完成变形并固定形状的时间很短。
该团队还创造了一艘小型、可展开的潜艇,利用材料的变形和返回,通过沿底部刮下潜艇的腹部,从水族馆中取回物体。
展望未来,研究人员设想变形复合材料在新兴的软机器人领域发挥作用,创造出能够执行多种功能、受损后自我修复以增加弹性的机器,并在人机界面和可穿戴设备方面激发不同的想法。