加州大学圣地亚哥分校的研究团队近日开发出一款软体机器人皮肤，为微型“藤蔓”机器人在复杂和脆弱环境中的移动提供了革命性的新能力。这一创新使直径仅几毫米的机器人能够在弯曲路径或狭窄空间内灵活穿梭，为医学和工业领域的应用开辟了新可能。
研究人员在机器人皮肤的特定位置嵌入了一层超薄的液晶弹性体驱动器。这些驱动器连接到机器人可变形的外壳上，通过调节机器人内部的气压和驱动器的温度，可以实现对机器人运动方向的准确操控。该研究成果表明，这种新型软体皮肤使机器人得以顺利穿过模拟人体动脉的狭窄通道。同时，它还能够探索类似飞机发动机内部的复杂结构。
“我们的研究标志着实现小型、可操控的软体藤蔓机器人的关键一步，它们将适用于精密且受限的环境。”本研究的通讯作者、机械与航空工程系副教授塔尼娅·K·森里莫托（Tania K. Morimoto）表示。
现有的藤蔓机器人多以厘米或米为单位，通常采用气动驱动、马达或拉索进行操纵。然而，这些传统方法在缩小至毫米级别时操作性能存在明显瓶颈。为应对这一挑战，研究团队创新性地设计了液晶弹性体驱动器，以实现更出色的小规模操控能力。
实验结果显示，直径在3至7毫米、长度约为25厘米的藤蔓机器人在驱动器的作用下，其弯曲角度可以超过100度，并能够通过仅为其直径一半宽的狭窄通道。在实验中，研究人员成功使该机器人穿越了人体主动脉及其连接动脉的模型。此外，安装了微型摄像头的机器人还能精准地检查模型飞机发动机内的各个目标区域。
研究团队指出，这款软体皮肤不仅可以应用于藤蔓机器人，还可扩展至其他软体机器人系统，例如可穿戴触觉设备、软体机械手和爬行动物机器人。“这一技术的潜力超越单一领域，它为柔性机器人在医疗、航空等复杂场景的进一步应用奠定了技术基础。”博士后研究员金锡俊（Sukjun Kim）补充道。
未来，科研团队将着手开发更小型的设备，并在机器人中集成远程操控或自主导航功能，以进一步提升其实用性和灵活性。
本研究由美国国家卫生研究院（NIH）和阿诺德及梅布尔·贝克曼基金会提供部分资金支持，相关研究成果已发表在《科学进展》（Science Advances）杂志的最新一期上。
这一突破性技术不仅展示了微尺度软体机器人发展的可能性，也为医疗成像、工业检查和狭小空间操作提供了全新解决方案。这样的技术创新正在推动软体机器人领域向更加多元化、精准化的未来迈进。
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直径3到7毫米，这么小的尺寸却能实现突破，真是微观世界里的宏大奇迹！