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Weiche Robotik könnte viele neue Technologien ermöglichen, in denen Menschen und Roboter physisch interagieren, doch die notwendigen leistungsstarken weichen Aktuatoren existieren noch nicht. Die optimalen weichen Aktuatoren müssen schnell und kraftvoll sein und programmierbare Formveränderungen aufweisen. Außerdem sollten sie für kabellose Anwendungen energieeffizient und einfach herzustellen sein. Hier kombinieren wir wünschenswerte Eigenschaften aus zwei unterschiedlichen aktiven Materialsystemen: schnelle und hocheffiziente Betätigung aus dielektrischen Elastomeren und gerichtete Formprogrammierbarkeit aus Flüssigkristall-Elastomeren. Durch ein top-down-Photoausrichtungsverfahren programmieren wir molekulare Ausrichtung und lokalisierte riesige elastische Anisotropie in die Flüssigkristall-Elastomere. Die linear betriebenen Flüssigkristall-Elastomer-Monolithen erreichen Deformationsraten von über 120 % pro Sekunde mit einem Energiewandlungswirkungsgrad von 20 %, während sie Lasten bewegen, die mehr als 700 Mal das Gewicht des Elastomers betragen. Der elektrische Betätigungsmechanismus bietet beispiellose Möglichkeiten zur Miniaturisierung mit Formprogrammierbarkeit, Effizienz und mehr Freiheitsgraden für Anwendungen in der weichen Robotik und darüber hinaus.
Davidson et al. (Fr,) haben diese Frage untersucht.