圖源：趙然等人。
磁性軟體機器人是一種在磁場作用下可以改變形狀或執行不同動作的系統，具有無線驅動、高靈活性和無限持久性的特點。然而迄今為止開發的大多數系統只能呈現有限數量的形狀，完成簡單的任務。
中國科學院的研究人員最近開發了一種新的技術，可以創造出一種基于磁像素的新機器人，通過編程使其改變形狀或執行不同的任務。
“無論是基于軟磁材料還是硬磁材料，大多數軟體機器人的磁化過程都是與制造過程相結合的，”研究人員趙然說道，“換句話說，這種機器人無法像傳統機器人那樣通過程序實現功能的重構。”
然而這項最新的技術使得重復編程的磁性軟體機器人成為可能。它的關鍵原理是將用于制造機器人的磁性顆粒包裹在相變材料中。
“通過改變溫度，我們可以根據需要反復‘寫入’和‘擦除’磁化曲線，”趙解釋說，“利用這種方法，我們制造了一個可重新編程的磁性軟體機器人。通過改變彈性體中的磁化曲線，使機器人做出不同的響應動作。”
圖源：趙然等人。
他們發明的機器人由磁性像素、含有液態金屬和釹磁體(NdFeB)的粒子以及硅制成的彈性矩陣組成。研究人員使用一種被稱為激光輔助加熱的過程，分別磁化每個磁像素，使用單個像素或多個像素作為獨立的磁化剖面，又通過在磁像素之間添加柔性鉸鏈可以使機器人具有獨特的硬化功能。
也就是說，機器人的磁化強度和剛度都可以通過編程來改變，只需切換到“剛體”模式，機器人就可以保持固定的形狀。
“我們的新技術使得我們可以為磁性軟體機器人重新配置功能并在軟硬形式之間之間自由切換，以滿足不同任務的需要，”趙先生說，這就使得磁性軟體機器人具有了一定的‘智能’，大大增加了它執行任務的范圍。”
在未來，這種磁編碼技術將用于大規模制造可重復使用的磁性軟體機器人，這些機器人將會承擔環境監測、藥物運輸和體內采樣等工作。
下一步，研究人員將進一步縮小機器人的尺寸，并嘗試設計一個3D結構，加快微型磁性軟體機器人從實驗室走向商業應用的步伐。
