摘要：科學家們已經研制出一種機器人晶體，它可以像毛毛蟲一樣慢慢地行走，并且能滾動前進，比行走速度快2萬倍。這些能自主移動的有機晶體作為未來柔性機器人的材料將具有巨大潛力。
機器人晶體尺蠖般行走。 圖片來源：早稻田大學
早稻田大學的科學家們已經逐漸接近制造出柔性機器人來照顧人的目的了。 但是，它使用的材料可能是你想象不到的。
他們研制出了機器人晶體，它可以像毛毛蟲一樣慢慢地行走，滾動速度比行走速度快2萬倍。這些能自主移動的有機晶體作為未來柔性機器人的材料具有巨大的潛力，特別是在醫療領域。
早稻田納米與生命創新研究組織的座客教授Hideko Koshima說：“晶體較靈活、耐用且輕便。它們可以用作在微觀區域輸送物質的微型機器人材料，例如攜帶不育癥治療的卵細胞或進行侵入性手術。”
他們的研究發表在Nature Communications雜志上。
預計晶體將作為柔性機器人的機車材料發揮重要作用，其機械運動已經在彎曲和膨脹、收縮方面進行了探索。然而，真正發揮出作用還要要求更多的動作。
此前在2016年，Koshima的研究小組報告說，近期研究中也使用的手性偶氮苯晶體在暴露于光線下彎曲。在這次研究中，發現晶體在145℃發生相變而不會斷裂，即使在反復加熱和冷卻之后也是如此。
基于這些發現，他們設計了機器人晶體，演示了兩種不同的運動模式：步行和滾動。
該團隊使用紅外熱成像相機和數字光學顯微鏡觀察到，縱向厚度梯度的薄而長的板狀晶體通過在轉變溫度附近的加熱和冷卻循環下反復彎曲和矯直，在熱板上過渡溫度附近，在30分鐘內可以移動1.5mm。另一方面，寬度梯度較薄的較長板狀晶體能在0.2秒內滾動3.1mm，通過傾斜彎曲然后翻轉而加速，只有一個加熱和冷卻過程。
Koshima解釋說：“行走和滾動運動背后的驅動力來自晶體的不對稱形狀。”
盡管科學家需要進一步研究如何精確控制機器人晶體的實際應用方向和速度，但這一發現為晶體機器人新領域打開了一扇大門，并且在更大范圍內使我們更接近尋址與人口老齡化有關的問題。
Koshima指出：“現在的機器人僵硬沉重，并不適合與人類進行互動，我們的晶體可以用作一種新型的柔性機器人材料，它具有更高的安全性和舒適性，隨著我們社會年齡的增長，我們必須考慮人與機器人之間的共生關系，因為機器人可能會照顧人，包括老年人在不遠的將來。”
現在正在嘗試生產在超低溫度下發生相變的機器人晶體。
原文題目：Robotic crystals that walk n’ roll ?Great potential as soft robotic material of the future
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