塑料正在学习“走路”

辽东信息港 刘 欣2019-12-04 20:31:54
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塑料正在学习“走路”  
 

芬兰研究人员正在“训练”塑料在光线控制下行走。12月4日发表在《物质》上的这一方法,是合成致动器第一次在没有计算机编程的情况下,根据过去的经验“学习”的新“把戏”。

 

这些塑料由热敏液晶聚合物网络和一层染料制成,是可以将能量转化为机械运动的软致动器。最初,它只响应热量,但通过将光与热联系起来,它学会了对光作出反应。作为回应,致动器能像人类弯曲食指一样弯曲自身。通过周期性地照射致动器,它能像尺蠖一样“行走”,速度为1毫米/秒,和蜗牛差不多。 

 

“我们的研究本质上是在问这样一个问题:无生命的物质能否以某种非常简单的方式学习。”坦佩尔大学资深作者Arri Priim?gi说,材料可以学习吗?如果材料可以学习,这又意味着什么?

 

 研究人员将光与热相联系,允许表面的染料扩散到整个驱动器,使其变成蓝色。这种现象增加了整体的光吸收,从而提高了光热效应,然后它“学会”在辐射下弯曲。

 

“这项研究是受到巴甫洛夫的狗实验的启发。”Priim?gi说。在实验中,狗看到食物会流口水。然后,巴甫洛夫在给狗喂食之前按响了门铃。几次重复之后,狗把食物和铃声联系起来,听到铃声就开始流口水。“我们的系统里,热与食物相对应,而光与巴甫洛夫实验中的钟相对应。” 

 

除了行走,该系统还可以“识别”和响应不同波长的光。这种特性使得这种材料成为一种可调的、可远程控制的软微型机器人,是理想的生物医学应用材料。

 

相关论文信息:https:// doi.org/10.1016/j.matt.2019.10.019