近日，美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型裝置，該裝置結(jié)合了磁場(chǎng)和剪紙?jiān)O(shè)計(jì)原理，可以遠(yuǎn)程控制柔性凹陷表面的運(yùn)動(dòng)，無(wú)需實(shí)際抓握即可操縱物體，其能舉起和移動(dòng)易碎物品、凝膠甚至液體。該技術(shù)有望在狹窄空間使用，因?yàn)?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=機(jī)械',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_4">機(jī)械臂或類似工具無(wú)法在這些空間發(fā)揮作用。研究成果發(fā)布在新一期《科學(xué)進(jìn)展》上。

團(tuán)隊(duì)此次試圖解決兩個(gè)挑戰(zhàn)：第一是如何移動(dòng)那些無(wú)法用夾持器拾取的物體，比如易碎物體或密閉空間內(nèi)的物體；第二是如何利用磁場(chǎng)，遠(yuǎn)程舉起和移動(dòng)非磁性物體。

為了攻克這些挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)制作了一種“超薄片”，它由嵌入磁性微粒的彈性聚合物組成，然后在超薄片上切割出圖案。超薄片的外邊緣連接到剛性框架上。移動(dòng)薄片下方的磁場(chǎng)，可迫使薄片的各部分向上凸起或向下凹陷。

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一種新型裝置將磁場(chǎng)與剪紙?jiān)O(shè)計(jì)原理結(jié)合起來(lái)，遠(yuǎn)程控制柔性凹陷表面的運(yùn)動(dòng)，使其無(wú)需實(shí)際抓取即可操縱物體。這張圖片展示了如何通過(guò)對(duì)這些磁性剪紙圓頂元片進(jìn)行多模態(tài)操縱，讓它們能夠舉起和旋轉(zhuǎn)裝有多色球體的培養(yǎng)皿。

團(tuán)隊(duì)表示，實(shí)際上可通過(guò)控制磁場(chǎng)方向來(lái)使超薄片的表面像波浪一樣移動(dòng)，調(diào)整磁場(chǎng)的強(qiáng)度決定了波浪上升或下降的程度�？刂瞥�薄片的表面運(yùn)動(dòng)，可移動(dòng)停留在其表面上的多種物體，無(wú)論它們是液滴還是平板玻璃。

超薄片上的切口設(shè)計(jì)是剪紙藝術(shù)的一個(gè)例子。這對(duì)于超薄片來(lái)說(shuō)尤其重要，因?yàn)榧艏埶囆g(shù)增強(qiáng)了靈活性，同時(shí)又不犧牲材料本身的基本剛度。這使研究人員能在不損失其機(jī)械強(qiáng)度的情況下放大材料的變形。此外，超薄片對(duì)磁場(chǎng)反應(yīng)靈敏，響應(yīng)時(shí)間最快只需兩毫秒。