研究人员设计了一款印有4D图案的软体机器人，它在受热时会自行组装，可以承担挑战性的任务，例如滚上坡路和在崎岖不平且不可预测的地形上导航。原型是管状的，发表在9月22日的《物质》杂志上。“像有触角的昆虫一样，机器人可以跨越一个小障碍。但是，当障碍太高时，它就会回头，”资深作者、中国天津大学的材料科学家冯伟说。"整个过程是自发的，没有人为的干扰或控制."
机器人开始时是一个平面矩形的3D打印液晶弹性体片，这是一种有弹性的塑料材料。当它下面的表面被加热时，机器人会自动扭曲形成一个类似弹簧的细管。外部刺激下的形状变化将时间作为印刷过程的第四维度，使其成为4D。
一旦机器人形成细管，与热表面的接触会在材料中产生应变，导致材料向一个方向滚动。这种运动背后的驱动力是如此强大，以至于机器人可以爬上20度的斜坡，甚至可以承载40倍于自身重量的负载。机器人的长度影响其速度，较长的机器人比较短的机器人滚动得更快。
这段视频展示了一个4D印刷的软体机器人，当被加热时，它会在一个小推车里搬运货物。Credit:翟等人/ Matter研究人员捕捉到展示机器人技能的视频，包括不同尺寸的机器人和另一个搬运手推车的机器人之间的比赛。这些视频还显示了它的行为是如何根据其行程而变化的，机器人要么爬上一个台阶，要么在遇到不可逾越的障碍时改变方向。
一种4D印刷的软机器人，在加热后上坡时会自行组装。功劳:翟等人/事对于冯来说，机器人的行为让人大吃一惊。“我们通过4D印刷将液晶弹性体加工成各种形状的样品，并用光、热和电刺激这些样品，观察它们的反应，”他说。"除了变形，我们还发现了许多有趣的驾驶现象."
一种4D印刷的软体机器人，加热后会自行组装。Credit:翟等/Matter未来，这些软机器人可能会被用于在狭小、封闭的地方(如管道)或极端条件下(如200℃的表面)执行工作。“我们希望软机器人不再局限于简单的执行器，它只能在固定的位置改变形状，”冯说。
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