近日，中國科學(xué)院沈陽自動化研究所機器人學(xué)國家重點實驗室微納米自動化課題組，在磁熱聯(lián)合驅(qū)動的微型軟體機器人研究中取得新進展。

　　科研人員利用4D打印技術(shù)制備的軟體機器人在近紅外光和磁場的聯(lián)合驅(qū)動下，展示了彎曲形變、夾取及搬運功能，在微結(jié)構(gòu)搬運、藥物控釋等方面展現(xiàn)出重要的應(yīng)用前景。相關(guān)研究成果發(fā)表在Composites Part B-Engineering上。

　　軟材料利用內(nèi)部能量變化和外部能量供應(yīng)來產(chǎn)生形狀變形和運動，對軟體機器人技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。

　　4D打印是制造復(fù)雜可變形軟體結(jié)構(gòu)的方法之一。4D打印是直接將設(shè)計內(nèi)置到打印材料中，打印加工出可自動變形的結(jié)構(gòu)。然而，由于材料的物理化學(xué)性質(zhì)限制，鮮有關(guān)于4D打印技術(shù)打印水凝膠材料制造軟體機器人的研究。

　　科研人員合成了一種由溫敏水凝膠（NIPAM）、納米粘土（Laponite）和磁性顆粒（NdFeB）組成的新型磁性溫敏智能水凝膠。

　　水凝膠具有可調(diào)節(jié)的生物物理特性和變形能力，以及極佳的生物相容性。研究人員從自然界中的生物獲得靈感，在外部磁場中運用多材料4D打印技術(shù)加工了仿水母和仿扇貝等軟體機器人。

　　仿水母機器人可以在外部磁場驅(qū)動下以平移、旋轉(zhuǎn)、翻滾形式運動，翻過人胃模型中的褶皺，完成微結(jié)構(gòu)的主動夾取和搬運。在外部磁場和近紅外光產(chǎn)生的熱場的協(xié)同作用下，機器人可以作為藥物的載體并減少藥物運輸過程中的藥物泄漏。

　　該課題組專注于小尺寸機器人研究，從毫米級、微米級到納米級機器人開展了系列研究，在磁驅(qū)動毫米機器人、光驅(qū)動毫米機器人、熱驅(qū)動毫米機器人、氣泡微米機器人、細胞微米機器人、混合驅(qū)動納米機器人等方面取得了研究成果。

　　研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中科院青年創(chuàng)新促進會、中科院“創(chuàng)新交叉團隊”項目、機器人學(xué)國家重點實驗室的支持。