خزیدن ربات نرم بازیگوش روی سطح + فیلم

محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی در آمریکا یک ربات نرم حلقه‌ای ساخته‌اند که می‌تواند در دما‌های بالا یا زیر نور مادون قرمز روی سطوح بخزد.  محققان نشان داده‌اند که این ربات‌های حلقه‌ای قادرند محموله‌ای کوچک را، در دمای محیط یا زیر آب، روی سطوح با خود بِکِشند.

ربات‌های حلقه‌ای از الاستومر‌های کریستال مایع به شکل نوار حلقه‌ای شبیه به یک دستبند ساخته شده‌اند. الاستومر به دسته خاصی از پلیمر‌های خطی اطلاق می‌شود که هنگام اِعمال نیرو، مقدار فوق‌العاده زیادی تغییر شکل الاستیک از خود نشان می‌دهند.

هنگامی که ربات حلقه‌ای را روی سطحی با دمای حداقل ۵۵ درجه سانتیگراد که از دمای محیط گرم‌تر است، قرار می‌دهند، قسمتی از نوار که با سطح تماس دارد منقبض می‌شود، در حالی که قسمتی از نوار که در معرض هوا قرار دارد، منقبض نمی‌شود و این در نوار یک حرکت چرخشی ایجاد می‌کند. وقتی محققان نور مادون قرمز را به ربات حلقه‌ای می‌تابانند، قسمتی از نوار که در معرض نور قرار دارد منقبض می‌شود، در حالی که برای قسمتی که در معرض نور نیست، این اتفاق نمی‌افتد. این هم باعث ایجاد یک حرکت چرخشی در نوار می‌شود.

از نظر عملی، این بدان معنی است که هنگامی که ربات حلقه‌ای خزنده روی یک سطح داغ قرار می‌گیرد از پایین به بالا حرکت می‌کند؛ اما هنگامی که در معرض نور مادون قرمز قرار می‌گیرد، از بالا به پایین حرکت می‌کند.

یکی از عواملی که باعث این حرکت پیوسته می‌شود این است که ربات‌های حلقه‌ای دوپایدار هستند، به این معنی که در حالت استراحت دو شکل دارند: اگر نوار شروع به پیچیدن کند، یا به شکل اولیه خود به عقب بازمی‌گردد یا به یک حالت دوپایدار دیگر به جلو می‌پیچد.

هنگامی که ربات حلقه‌ای روی یک سطح داغ قرار می‌گیرد، خود را به جلو می‌کِشد؛ اما هنگامی که در معرض نور مادون قرمز قرار می‌گیرد، خود را به جلو هل می‌دهد. محققان نشان دادند که ربات حلقه‌ای می‌تواند خود را فشرده کند و با فضای محدودی که بیش از ۳۰ درصد از قطر آن باریک‌تر است، منطبق کند؛ همچنین هنگامی که یک شکاف باریک‌تر از آن باشد که ربات نرم بتواند از آن عبور کند، مسیر خود را تغییر می‌دهد تا از آن دور شود.