薄片機械人助力智能醫療

自然界中的生物可以使其身體變形以適應運動和環境，例如，瓢蟲控制機翼的折疊，松果則可以根據環境的濕度進行折疊和展開以控制種子的分散。這種啟發使折疊機械人成為機械人設計中的新前沿領域。韓國科學技術院團隊日前製作了一種折疊薄片式機械人，使用密集分佈的熱敏電元件構成，受熱可改變形狀。研究團隊用一張四十平方厘米的薄片展示了這一方法，該薄片由三百○八個兼具加熱器和感受器功能的電阻構成。這種雙功能使之可以實現精確控制移動，系統可根據感受器回饋作出持續調整。

研究團隊表示，這款折疊薄片式機械人能靈活移動和抓取物體。這一進展有望改進自主系統在探索環境、觸覺顯示（說明使用者“感知”虛擬刺激的技術）和智能醫療等領域的應用。能夠改變形狀的機械人也能適合更多應用，例如探索環境、操控物體。傳統方法採用固定鉸鏈結構，限制了結構配置的範圍和適應性，而類似折紙的折疊變形是一種更理想的方法。

據公開實驗顯示，研究團隊讓機械人爬行通過表面，抓取或抬起各種形狀不規則的物品（如培養皿、立體塑膠包裝、木棍、海綿等），展示了這種機械人的靈活性。實驗表明，它可實現八十七度至一百○九度之間的折疊角度，並在一定溫度範圍內（三十攝氏度至一百七十攝氏度）保持性能一致。系統還能快速精確回應環境變化，以保障穩定性和效率的提升。

研究團隊指出，這張約六平方米大小的薄紙，不只可以進行波浪式的擺動，還可以像毛毛蟲一樣捲曲身體前進，它不是被施了甚麼魔法，這一可編程設計折疊薄片能提升自主系統的多功能性和可適應性，使其在不可預測的地形上更有效地發揮功能。然而，還需要材料技術和結構設計的進步，才能充分挖掘該技術的潛力。就我們的機械人而言，我們即時重新定義了摺疊點的位置，因此我們只需改變紙張上摺疊的模式，就能製作出各種不同的變形方案。

此外，研究團隊導入演算法，電阻器同時也是感應器，能偵測周遭即時調整，使用者也能開發新指令，探索更多“變形”方式。研究團隊相信這種機械人可以應用在環境探索以及智能醫療照護。不過，這款機械人要進一步擴大應用，還得克服尺寸加大後材料跟結構問題，但研究團隊相信，這張不起眼的黃色薄片，很快能成為科研前線的“小尖兵”。研究人員指出，由於這款紙張機械人適應環境的能力超強，未來可望應用於太空探索和智能醫療等領域，協助人類解決棘手的問題。

美 子