虎嗅 09月28日
纺织结构编织软体机器人新策略
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江南大学孙丰鑫团队提出了一种创新的软体机器人设计策略,利用纺织结构超表面编织实现多功能变形与拟态伪装。该方法借鉴生物软组织的可逆形变能力,通过“线圈针脚编程”调整纱线几何排列,实现针织结构的精准工程化设计。仅凭结构设计,无需更换材料,即可赋予织物不同的弹性和形变模式,从而精准控制软体机器人的变形过程,提升力学控制精度、设计灵活性与环境适应性。团队已成功研制出具备可调刚度和弹性的柔性针织机器人,并展示了多模式变形、红外隐身爬行机器人及仿生伪装系统等原型。该成果为低成本、可扩展、定制化的多形态与伪装软体机器人研发提供了新路径,有望应用于可穿戴设备、自适应伪装、人机交互及智能服装等领域。

🧵 **纺织结构超表面编织**: 该研究提出了一种基于纺织结构超表面编织的新型软体机器人设计策略。通过巧妙地调整纱线线圈的几何排列,即“线圈针脚编程”,实现了对针织结构的高度工程化设计。这种方法的核心在于仅通过结构本身的设计,无需更换材料,便能赋予织物不同的弹性和形变模式,从而精准地控制软体机器人的变形过程,这为实现复杂的功能化设计提供了高效且灵活的解决方案。

🧬 **仿生可逆形变与高精度控制**: 软体机器人设计借鉴了柔软生物组织系统可逆形变的特性,使其能够实现连续运动、灵巧操控和自适应伪装。通过上述的纺织结构设计,研究团队显著提升了软体机器人的力学控制精度、设计灵活性以及对环境的适应性。这意味着机器人能够更精确地执行任务,更好地适应不同的工作环境,并具备更强的伪装能力,展现出高度的工程化能力。

🚀 **多功能应用原型与未来展望**: 基于该设计原理,研究团队成功研制出多款应用原型,包括具备可调刚度与弹性的柔性针织机器人,能够完成复杂曲面变形;以及流体驱动的红外隐身柔性爬行机器人,和仿生拟态伪装系统。这些原型展示了该策略在多形态变形和伪装方面的巨大潜力,为未来在个性化可穿戴设备、自适应伪装迷彩、人机交互以及智能温控服装等领域的应用开辟了低成本、可扩展且高度可定制化的新路径。

编织结构为软体机器人设计提供新思路。

9月25日,记者从江南大学获悉,该校纺织科学与工程学院孙丰鑫团队提出了一种基于纺织结构超表面编织的多功能变形与拟态伪装软体机器人设计策略。相关研究成果发表在国际期刊《先进纤维材料》上。孙丰鑫介绍,柔软生物组织系统的可逆形变,使其具备连续运动、灵巧操控与自适应伪装的能力。然而,利用人工合成材料复制这一技能,却并不简单。研究团队利用纺织学中的“线圈针脚编程”方法,通过调整纱线线圈的几何排列,实现针织结构的精准工程化设计。这种方法仅依靠结构设计,无需更换材料,即可赋予织物不同的弹性和形变模式,从而精准控制软体机器人的“变身”过程,显著提升软体机器人的力学控制精度、设计灵活性与环境适应性。

孙丰鑫团队基于这一原理,研制出具备可调刚度与弹性的柔性针织机器人,能够完成复杂曲面变形,并展示了可多模式变形机器人、流体驱动的红外隐身柔性爬行机器人,以及仿生拟态伪装系统等多种应用原型。这一成果将为多形态与伪装软体机器人研发开辟低成本、可扩展与定制化的新路径,未来有望应用于个性化可穿戴设备、自适应伪装迷彩、人机交互以及智能温控服装等领域。

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