百問百答

采用4D打印技術(shù)打印出的物體，能在外界刺激下自主變形，極大地拓展了設(shè)計與制造的邊界，在生物醫(yī)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。1月25日，中科館大講堂邀請到北京交通大學(xué)副教授、Rheobot實驗室負責(zé)人李振坤老師，為大家探秘制作流變機器人的材料和先進技術(shù)。

什么是智能材料？

智能材料又稱機敏材料，不同于結(jié)構(gòu)材料和功能材料，其構(gòu)想靈感來源于仿生學(xué)。

智能材料能通過自身感知獲取外界信息，作出判斷和處理，再發(fā)出指令，繼而調(diào)整自身的狀態(tài)以適應(yīng)外界環(huán)境的變化。智能材料可以實現(xiàn)自檢測、自診斷、自調(diào)節(jié)、自適應(yīng)、自修復(fù)等類似生物系統(tǒng)的各種特殊功能。

什么是4D打印技術(shù)？

由智能材料通過增材制造出來的結(jié)構(gòu)，能在外界激勵下，發(fā)生形狀或性能的改變，就可以被稱為4D打印技術(shù)，是3D打印技術(shù)的進一步升級。流變機器人的制作就應(yīng)用了磁控4D打印技術(shù)，通過控制磁場，可以在材料成形過程中對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形態(tài)與排列方向進行編程。

軟體機器人有何優(yōu)點？

機械零部件與控制器、傳感器結(jié)合，可制成能代替人工從事繁重或危險勞動的剛性機器人。而采用4D打印技術(shù)和智能材料制作而成的軟體機器人，則可以進一步推動人機共融的實現(xiàn)。

軟體機器人具有無限多自由度和連續(xù)變形能力，對多種環(huán)境有更好的適應(yīng)性。Rheobot實驗室提出了基于磁控智能材料的仿阿米巴蟲流變機器人，為軟體機器人提供了一種具備極高靈活度的仿生運動模式。

下期預(yù)告

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你知道為何月球是解開宇宙終極問題的理想場所嗎？你知道航天器軌道設(shè)計師的日常工作包括哪些嗎？還有很多精彩，下期等你來！

（責(zé)任編輯 / 王佳璇" " 美術(shù)編輯 / 胡美巖）