伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究人員與休斯頓大學合作，開發(fā)了一種新型的3D打印聚合物復合材料。該材料在不同溫度下表現(xiàn)出不同的性能，為自主機器人和環(huán)境交互提供了潛在的進展。這項研究由土木與環(huán)境工程教授Shelly Zhang和研究生Weichen Li領導，利用了計算機算法、兩種不同的聚合物和增材制造技術。

研究團隊利用計算機建模創(chuàng)建了一種在不同溫度下具有不同反應的雙聚合物復合材料。這種復合材料在低溫下呈現(xiàn)出柔軟橡膠狀的狀態(tài)，而在較高溫度下則呈現(xiàn)出硬質(zhì)塑料狀的狀態(tài)。這項研究發(fā)表在《科學進展》雜志上，展示了該材料能夠自主感知溫度變化并執(zhí)行特定任務，例如在無需人工干預的情況下激活LED燈。例如，這種材料可以根據(jù)溫度變化自主調(diào)整其物理特性，使機器人能夠改變其功能，如改變攜帶能力。

“僅憑人類直覺來構(gòu)思一個根據(jù)環(huán)境作出特定反應的材料或器件非常具有挑戰(zhàn)性-有太多的設計可能性存在，” Zhang教授說道，“因此，我們決定與計算機算法合作，幫助我們確定最佳的材料和幾何形狀的組合?！?

國家科學基金會對這項研究的支持凸顯了其對材料科學和機器人領域的潛在影響。這種溫度響應性復合材料的開發(fā)為在各個行業(yè)中創(chuàng)建更具動態(tài)性和自主性的材料開辟了新的途徑。未來的研究目標是增加材料行為的復雜性，例如感知撞擊速度，這對于機器人材料有效應對環(huán)境危險至關重要。能夠?qū)Σ牧线M行復雜的自主行為編程將增強機器人系統(tǒng)的功能和適應性，可能在各種工業(yè)和環(huán)境應用中帶來更高效、響應更快的機器。