如今，大多數軟機器人依靠外部電源和控制，使它們與車外系統連接或用硬件組裝。現在，來自哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院（SEAS）和加州理工學院的研究人員開發了受折紙結構啟發的軟機器人系統，可以根據外部刺激移動和改變形狀，為完全不受束縛的軟件鋪平道路機器人。

該研究發表在Science Robotics上。

研究人員使用折紙來制作多功能軟機器人。通過連續折疊，折紙可以在單個結構中編碼多種形狀和功能。研究團隊使用被稱為液晶彈性體的材料，在暴露于高溫時會改變形狀，研發團隊可以三維打印兩種類型的軟鉸鏈，這些軟鉸鏈可以在不同的溫度下折疊，因此可以按照特定的順序進行編程。

為了演示這種方法，Kotikian，McMahan和團隊構建了幾個軟設備，包括一個綽號為“Rollbot”的無繩軟機器人。Rollbot以平板開始，長約8厘米，寬約4厘米。當放置在約200°C的熱表面上時，一組鉸鏈折疊并且機器人卷曲成五角形輪。另一組鉸鏈嵌在車輪的五個側面中的每一個上。鉸鏈在與熱表面接觸時折疊，推動輪轉向下一個鉸鏈折疊的下一側。當它們從熱表面滾落時，鉸鏈展開并準備好進行下一個循環。

自推式Rollbot以平板開始，大約8厘米長，4厘米寬，當放置在熱表面上時卷曲成五角形輪。嵌入在車輪五個側面中的每個側面上的鉸鏈在與表面接觸時折疊，推動車輪轉向下一側。當鉸鏈從熱表面滾落時，它們展開并準備好進行下一個循環。

“許多現有的軟機器人需要系繩連接到外部動力和控制系統，或者受到它們施加的力量的限制。這些主動鉸鏈非常有用，因為它們允許軟機器人在系繩不實用的環境中操作并且可以多次抬起物體比鉸鏈重，“——麥克馬漢（作者）。

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該設備演示了順序折疊。它可以在加熱時折疊成類似于回形針的緊湊折疊形狀，并在冷卻時展開。

Square Foldhttps://www.zhihu.com/video/1148566724642115584

當頂部鉸鏈致動溫度從環境溫度升高到100°C時，該設備演示順序折疊，在底部鉸鏈致動的情況下達到150°C。

雖然這項研究只關注溫度響應，但液晶彈性體也可以編程，以響應光，pH，濕度和其他外部刺激。

自動推進式Rollbot的印刷圖案

“這項工作展示了建筑復合材料中響應聚合物的組合如何能夠導致材料在不同的刺激下自動啟動。將來，這些材料可以編程執行更復雜的任務，模糊材料和機器人，“——加州理工學院機械工程和應用物理學教授，該研究的共同主要作者Chiara Daraio。

討論：這項研究使用了液晶彈性體作為驅動材料（利用熱驅動液晶彈性體可逆形變），在Demo中展示了一個無系留的機器人，結構設計的很巧妙。當底部鉸鏈與熱的底板接觸時激活推動機器人滾動，當離開地面后冷卻恢復原狀，周而復始驅動機器人不斷向前滾動。但是無系留這個其實有點不硬核。系留機器人對于應用的限制很大，所以機器人是無系留設計對應用很重要。目前主要有兩種方式：1.使用自帶能源 2. 使用無線遠程供能（電磁波，激光），比如手機的無線充電(或許)也可以算得上。但是在這個研究中，研究者實際是把能量的來源放在了加熱的地板上，這個無系留比系留的機器人更受限了。

所以總的來說，文章從液晶彈性體的光熱驅動出發設計了一種具有巧妙結構的滾動機器人，為文章提供了很大亮點, 但是實際用途不是很大。不過液晶彈性體的光熱驅動應用于軟體機器人領域還是很有前景的。（一家之言，歡迎共同討論）

參考：

Untethered soft robotic matter with passive control of shape morphing and propulsion?robotics.sciencemag.orgSelf-folding 'Rollbot' paves the way for fully untethered soft robots?techxplore.com

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總結

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