近日，美国北卡罗来纳州立大学的科研团队带来了一个新的处理方案。他们开辟出一种能随变形的新型超材料（metamaterial），无需间接接触就能操控物体，不只打破了保守抓取体例的局限，更为细密操控范畴带来了全新的可能性。

　　研究人员暗示：“虽然我对触觉手艺还比力目生，但考虑到我们能够通过调理来改变概况的刚度，这该当可以或许帮帮我们沉现分歧的触觉。”！

　　这项手艺的使用前景十分广漠。正在尝试室，它能够用于切确输送和夹杂微量液体，这对于生物医学研究和化学尝试具有主要意义。正在虚拟现实范畴，其快速响应的特征使其无望用于触觉反馈节制器，模仿分歧物体的触感和质地。

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　　研究人员暗示：“通过节制超材料薄片概况的活动，我们能够挪动各品种型的物体，无论是液滴仍是平板玻璃。这种操控体例的切确性和顺应性让人印象深刻。”。

　　团队通过利用磁性弹性体、切纸（道理）、气球和磁铁的奇特组合最终找到了谜底。他们起首制做了曲径 5 毫米、厚度 265 微米的磁性弹性体圆盘，将其置于可充气膜上，像气球一样充气使其构成圆顶外形，然后进行磁化处置，最初恢复到本来的平展形态。

　　这项立异不只展现了材料科学的最新进展，也为将来的细密操控和人机交互斥地了新的可能性。它证明，有时候最文雅的处理方案不是让抓握愈加无力，而是更伶俐地思虑若何完全避免接触。

　　该论文的次要做者、现任大学博士后研究员 Yinding Chi 指出：“切纸设想对这种超材料薄片至关主要，由于它正在不材料本身刚度的前提下，提高了材料的柔韧性。显著加强材料的变形能力。”。

　　“我们面对着两个次要挑和。”研究人员注释说，“起首是若何挪动那些无法用夹持器抓取的物体，好比易碎品或正在密闭空间中的物品。其次是若何操纵来近程抓取和挪动非磁性物体。”！

　　这个系统可以或许切确地挪动水滴、薯片、树叶，以至小木板，还能动弹培育皿。更令人兴奋的是，其概况临变化的响应时间不到 2 毫秒，这一速度以至能够取逛戏显示器相媲美。

　　这种立异设想让研究人员能够通过节制的标的目的，使薄片概况发生雷同波浪般的崎岖活动。而通过调理强度，则能够切确节制“海浪”的高度。

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　　为领会决这个问题，研究人员利用激光切割机正在圆盘上制做了雷同切纸艺术的图案。这个改良带来了惊人的结果，带有正交切割的圆盘正在感化下可以或许达到 4 毫米的隆起高度，这比没有切割的圆盘超出跨越一倍多。

　　正在深切研究过程中，团队还发觉了一些意想不到的特征。最后的圆盘正在感化下只能隆起略高于 1 毫米，并且材料的相对较低刚度了其承沉能力。

　　为了应对这些挑和，研究团队将节制取日本剪纸艺术“kirigami”的道理相连系，这种薄片由弹性聚合物制成，内部嵌入了磁性微粒，并正在概况细心设想了特殊的切割图案。

　　研究人员暗示，通过先辈的制制手艺，无望将圆顶的曲径缩小到约 10 微米。不外，正在如斯小的标准下实现驱动是一个挑和。

　　当我们想要挪动物体时，凡是会用手或机械臂去抓取。但若是是液滴如许的易碎品，或者处正在狭小空间里的物品呢？

　　尝试证明，这种带切割的圆顶可以或许将沉达 43。1 克（相当于本身分量 28 倍）的物体提拔到 2。5 毫米的高度并不变连结。为了展现这项手艺的现实使用潜力，研究团队制做了一个 5×5 的圆顶阵列，通过底部可挪动的永磁体支柱进行节制。

　　更令人欣喜的是，这种设想不只没有降低材料的承沉能力，反而正在感化下使其刚度提高了 1。8 倍。

　　理论上，引入切割该当会显著降低材料的杨氏模量（权衡材料正在应力下的刚性程度的目标），使圆顶的布局刚度降低四倍。但现实结果却截然相反，这是由于保守计较公式没有考虑到的影响。

　　目前，研究团队正努力于处理最初一个手艺难题：若何提高分辩率。若是将每个圆顶比做显示器的一个像素，目前的分辩率还相对较低。

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