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Inspiriert von den flexiblen Gelenken des Menschen wurden Aktuatoren mit weichen Gelenken für verschiedene Anwendungen entwickelt, darunter weiche Greifer, künstliche Muskeln und tragbare Geräte. Es bleibt jedoch eine Herausforderung, mehrere Mikrogelenke im Mikrometermaßstab in weichen Robotern zu integrieren, um Mehrdeformationsmodi zu erreichen. Hier schlagen wir eine Zwei-in-Eins-Femtosekunden-Laserbeschriftungsstrategie vor, um Mikrogelenke aus Hydrogel und Metallnanopartikeln herzustellen und entwickeln Multi-Gelenk-Mikroaktuatoren mit Mehrdeformationsmodi (>10), die eine kurze Reaktionszeit (30 ms) und eine niedrige Antriebsenergie (<10 mW) erfordern, um Deformationen zu erzielen. Darüber hinaus ermöglicht die unabhängige Kontrolle der Gelenkdeformation und die Verlinkung der Multi-Gelenkdeformation, einschließlich ko-planarer und räumlicher Verlinkungen, dem Mikroaktuator, eine Vielzahl komplexer menschenähnlicher Modi zu rekonstruieren. Schließlich wird als Machbarkeitsnachweis die Sammlung mehrerer Mikroladungen an verschiedenen Orten durch einen Doppelgelenk-Mikro-Roboterarm erreicht. Unsere Mikroaktuatoren mit mehreren Modi eröffnen viele potenzielle Anwendungsmöglichkeiten in der Mikroladungssammlung, Mikrofluidikoperationen und Zellmanipulation.
Chen et al. (Mon,) untersuchten diese Frage.