无刚性约束的热驱动柔性机器人

当前的柔性机器人一般采用刚性驱动系统或连接刚性电源，研发不受外界约束的自驱动全柔性机器人成为迫切需求。研究人员采用了LTNI和HTNI两种液晶弹性体，两者分别在40℃和60℃左右发生变形，制成油墨后经3D打印制造出热驱动双层柔性铰链。铰链上下两层采用同种油墨，打印方向相互垂直，在温度变化时向上或向下弯曲。其中，LTNI铰链厚0.75 mm、宽4 mm，HTNI铰链厚0.5mm、宽2 mm。铰链的最大可弯曲180°，经历多次加热-冷却循环仍能保持性能稳定。研究人员将这两种铰链与丙烯酸酯树脂薄片连接，制成边长15 mm的五轮机器人。机器人可在200℃的热表面、45℃的环境温度中持续滚动，在95 s内移动了12 cm。