可充气粒子尺寸与刚度的调控

我们描述了由硅橡胶弹性体制成的尺寸可变圆柱形粒子，它们可作为机器人颗粒材料的构建单元。通过充气实现的粒子尺寸变化带来了压缩下刚度的变化。我们设计并制造了可充气粒子，它们在充气过程中可以变得更硬或更软，这取决于粒子几何的关键参数，如圆角半径与壁厚之比 $r/t$。我们还对可充气粒子进行了数值模拟，并表明仅当 $r/t \to 0$ 区域发生大应变局部化时，它们在充气过程中才会变软。这项工作引入了具有可调尺寸和刚度的新型粒子系统，可应用于众多软机器人领域。