結合磁場和剪紙設計原理
新裝置無需抓握即可操縱物體
2024年12月19日08:32 | 來源:科技日報
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原標題:新裝置無需抓握即可操縱物體
美國北卡羅萊納州立大學團隊開發了一種新型裝置,該裝置結合了磁場和剪紙設計原理,可以遠程控制柔性凹陷表面的運動,無需實際抓握即可操縱物體,其能舉起和移動易碎物品、凝膠甚至液體。該技術有望在狹窄空間使用,因為機械臂或類似工具無法在這些空間發揮作用。研究成果發布在新一期《科學進展》雜志上。
團隊此次試圖解決兩個挑戰:第一是如何移動那些無法用夾持器拾取的物體,比如易碎物體或密閉空間內的物體;第二是如何利用磁場,遠程舉起和移動非磁性物體。
為了攻克這些挑戰,團隊制作了一種“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。移動薄片下方的磁場,可迫使薄片的各部分向上凸起或向下凹陷。
團隊表示,實際上可通過控制磁場方向來使超薄片的表面像波浪一樣移動,調整磁場的強度決定了波浪上升或下降的程度。控制超薄片的表面運動,可移動停留在其表面上的多種物體,無論它們是液滴還是平板玻璃。
超薄片上的切口設計是剪紙藝術的一個例子。這對于超薄片來說尤其重要,因為剪紙藝術增強了靈活性,同時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械強度的情況下放大材料的變形。此外,超薄片對磁場反應靈敏,響應時間最快只需兩毫秒。(記者 張夢然)
(責編:郝孟佳、李昉)
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