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  近日，西湖大學姜漢卿團隊、復旦大學張壯研究員聯(lián)合西湖大學王蕾團隊以及紹興文理學院盧軍強團隊，基于折紙工藝利用可降解纖維素薄膜開發(fā)了一種可持續(xù)性閉環(huán)控制機器人系統(tǒng)，相關研究工作以“Biodegradable Origami Enables Closed-Loop Sustainable Robotic Systems” 為題發(fā)表于《科學進展（Science Advances）》雜志。

  近年來，軟體機器人由于其高度柔性和順應性的特點，可以高度適配用戶友好的人機交互界面，因此獲得蓬勃發(fā)展。目前，基于化學合成的橡膠態(tài)軟材料由于其較好的成型性、彈性、穩(wěn)定性以及多功能性，成為軟體機器人構筑用材料的主要選擇。然而，這些橡膠態(tài)軟材料的制備過程通常涉及對環(huán)境有害的有機溶劑或者產(chǎn)生無法降解的產(chǎn)物，對于機器人領域的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生嚴重的負面影響。為了解決機器人制備過程中對于環(huán)境的負面影響，研究者們開始開發(fā)可回收或可降解凝膠用于構筑軟體機器人，但是所構筑的軟體機器人通常只具有單一的驅動或傳感功能，并且由于凝膠材料力學性能的限制，所構筑的機器人的性能通常較差。因此亟需開發(fā)一種基于力學穩(wěn)定可持續(xù)性材料的新型機器人結構，實現(xiàn)具有全機器人功能的可靠、可持續(xù)以及可降解的軟體機器人系統(tǒng)。

圖1. 可持續(xù)性折紙機器人系統(tǒng)的構筑方法

圖3. 纖維素薄膜增塑效應評價

圖4. 纖維素薄膜增塑前后力學性能與相互作用

圖5. 纖維素折紙單元的力學性能

圖6. 自感知折紙單元的傳感性能

  折紙模塊充足的內部空間使得傳感器的進一步集成成為可能。如圖6所示，將三組明膠離子凝膠傳感器嵌入折紙模塊內部，離子凝膠傳感器隨著折紙模塊的單軸壓縮而產(chǎn)生彎曲，導致電阻發(fā)生變化，通過標定電阻變化和折紙位移變化的對應關系，實現(xiàn)了自傳感折紙機器人模塊的構筑。由于Kresling折紙單元的模塊化特性，進一步將多個折紙模塊串聯(lián)，構筑的繩驅動折紙機械臂，具有伸縮和萬向彎曲能力。

圖7. 驅動-傳感-交互閉環(huán)控制機器人系統(tǒng)構建

  論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads0217

  博士后招聘：西湖大學姜漢卿課題組與復旦大學張壯課題組聯(lián)合招收博士后。將提供靈活的工作模式，申請人可選擇入站復旦大學或西湖大學，并支持海外交流。聯(lián)合團隊提供具有競爭力的薪資待遇與科研支持以及前沿的研究課題。申請者需取得或即將取得材料、機械、電子、自動化、計算機、生物醫(yī)學工程等相關專業(yè)領域的博士學位。有意者請將將個人簡歷（包括教育和工作經(jīng)歷、主要科研內容、發(fā)表論文）以“博士后應聘+本人姓名”為主題發(fā)送至flexrob@fudan.edu.cn郵箱。