多场耦合操控石墨烯柔性机器人

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随着柔性电子器件的飞速发展,以软体机器人为代表的柔性微机械也成为国内外研究人员关注的前沿和热点[1,2].相比于传统硬质材料的机器人,软体机器人不但可以独立行走、捕捉和识别信号,还能够很好地适应恶劣崎岖的工作环境、模拟生命体的复杂运动、实现人机共融机器人的目标,在生物医学、军事探测等方面具有重要的研究意义.柔性机器人在设计制作时必须要综合考虑能量供给方式和操控方法.其中,对外部刺激信号的有效识别、耦合和能量转换等过程是实现机器人功能的关键.相比于传统电驱动机器人的能量供应系统或微机电系统(MEMS),柔性机器人更倾向于从周围环境获取能量,实现非接触操控(如光、热、湿度、磁场等)[3~5],这样可以最大程度地简化机器人的器件结构,同时还可以扩大其适用范围.目前,对刺激响应性柔性机器人的设计与操控大多局限在对单一驱动能源的探索.这些工作虽然细致研究了某一特定信号对机器人的控制(如“关节”部位弯曲程度、响应速度等),但所实现的运动功能相对简单,难以进行复杂的变形或多维度多模式运动控制.
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