加州理工学院和苏黎世联邦理工学院的工程师们已经开发出不需要任何马达、伺服系统或电源就能自动推进的机器人。相反，这些第一个此类设备划水作为材料，他们是由变形的温度变化。
这项工作模糊了材料和机器人之间的界限。在自行装置中，材料本身使机器起作用。"Our例子表明,我们可以用结构材料变形环境因素,控制和驱动机器人,"达拉奥说,在加州理工学院机械工程和应用物理学教授,工程和应用科学分工,和相应的机器人出现在公布的一篇论文的作者,美国国家科学院院刊Sciences 5月15日。
新的推进系统依赖于一种柔性聚合物带，这种聚合物在寒冷时卷曲，在温暖时伸展。这种聚合物的位置可以激活机器人体内的开关，而开关又连着一个桨，桨就像划艇一样把机器人向前划动。
开关由双稳态元件构成，双稳态元件可以在两个不同的几何图形中保持稳定。在这种情况下，它是由弹性材料的条带构成的，在聚合物的推动下，条带从一个位置断裂到另一个位置。
当冰冷的机器人被放入温水中时，聚合物就会伸展开来，激活开关，由此产生的能量突然释放会推动机器人前进。聚合物带也可以是"tuned"，以在不同的时间给出特定的响应:也就是说，较厚的带比较薄的带需要更长的时间来预热、拉伸并最终激活其桨叶。这种可调性允许团队设计能够以不同速度转弯和移动的机器人。
这项研究建立在Daraio和加州理工学院航空航天教授Dennis Kochmann之前工作的基础上。他们使用双稳态元件链来传输信号，并建造类似计算机的逻辑门。
在最新的迭代设计,达拉奥# 39;s团队和合作者能够连接聚合物元素和交换机以这样一种方式four-paddled机器人继续向前,把一个小负载(在这种情况下,一个令牌,加州理工学院的密封饰),然后向后划又是;
将简单的动作结合在一起，我们能够将编程嵌入到材料中来执行一系列复杂的行为，加州理工学院博士后学者、PNASpaper的共同第一作者奥萨马r比拉尔说。在未来，可以添加更多的功能和反应性，例如使用聚合物响应其他环境提示，如pH或盐度。研究人员说，未来版本的机器人可能会含有化学物质泄漏，或者在较小的规模上运送药物。
目前，当双稳态元件折断并释放它们的能量时，必须手动重置它们才能重新工作。接下来，研究小组计划探索重新设计双稳态元件的方法，这样当水温再次发生变化时，双稳态元件就能自我重置——只要水温继续波动，它们就有可能无限期地游动下去。
美国国家科学院院刊的论文题为"利用双稳为方向推进软，无栓机器人。" Daraio和Bilal与苏黎世联邦理工学院的Tian Chen和Kristina Shea合作。这项研究得到陆军研究办公室和比拉尔联邦理工学院博士后奖学金的支持。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://www.caltech.edu/about/news/no-motor-no-battery-no-problem-82253