热响应式闭合和重新开启的人工维多利亚捕虫机,利用形状记忆弹性体
机器人学
2026-01-21 v1 生物物理
摘要
尽管某些植物常被视为静态且缓慢,但一些植物的运动速度甚至快于眨眼。维多利亚捕虫机(Dionaea muscipula)的快速合闭运动长期引人注目,作为植物灵感软机械和机器人模型。将快速合闭运动的翻译激发了开发各种人工维多利亚捕虫机(AVF)系统的兴趣。然而,将 D. muscipula 的合闭和重新开启运动翻译成自主植物灵感软机械,尚未实现。本研究提出了一种 AVF,利用新型热响应性 UV 固化形状记忆材料实现自主合闭和重新开启。该体型人工捕虫机展现出在自然发生温度范围内触发合闭和重新开启的运动。由形状记忆聚合物制成的双凸陷阱叶闭合于 38 摄氏度,而重新开启大约在 45 摄氏度启动,采用形状记忆弹性体条作为对抗式执行器以促进陷阱叶的重新开启。该工作代表了首次在 AVF 中实现热响应式合闭和重新开启,具有程序化顺序响应温度升高的运动。这一方法标志着向自主双向运动软机械/机器人迈出的下一步。
引用
@article{arxiv.2511.01346,
title = {Thermo-responsive closing and reopening artificial Venus Flytrap utilizing shape memory elastomers},
author = {Shun Yoshida and Qingchuan Song and Bastian E. Rapp and Thomas Speck and Falk J. Tauber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.01346},
year = {2026}
}
备注
Conference Proceedings Paper Living Machines 2025