近日，美國北卡羅萊納州立大學(xué)團隊開發(fā)了一種新型裝置，該裝置結(jié)合了磁場和剪紙設(shè)計原理，可以遠(yuǎn)程控制柔性凹陷表面的運動，無需實際抓握即可操縱物體，其能舉起和移動易碎物品、凝膠甚至液體。該技術(shù)有望在狹窄空間使用，因為機械臂或類似工具無法在這些空間發(fā)揮作用。研究成果發(fā)布在新一期《科學(xué)進(jìn)展》上。

團隊此次試圖解決兩個挑戰(zhàn)：第一是如何移動那些無法用夾持器拾取的物體，比如易碎物體或密閉空間內(nèi)的物體；第二是如何利用磁場，遠(yuǎn)程舉起和移動非磁性物體。

為了攻克這些挑戰(zhàn)，團隊制作了一種“超薄片”，它由嵌入磁性微粒的彈性聚合物組成，然后在超薄片上切割出圖案。超薄片的外邊緣連接到剛性框架上。移動薄片下方的磁場，可迫使薄片的各部分向上凸起或向下凹陷。

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一種新型裝置將磁場與剪紙設(shè)計原理結(jié)合起來，遠(yuǎn)程控制柔性凹陷表面的運動，使其無需實際抓取即可操縱物體。這張圖片展示了如何通過對這些磁性剪紙圓頂元片進(jìn)行多模態(tài)操縱，讓它們能夠舉起和旋轉(zhuǎn)裝有多色球體的培養(yǎng)皿。

團隊表示，實際上可通過控制磁場方向來使超薄片的表面像波浪一樣移動，調(diào)整磁場的強度決定了波浪上升或下降的程度�？刂瞥�薄片的表面運動，可移動停留在其表面上的多種物體，無論它們是液滴還是平板玻璃。

超薄片上的切口設(shè)計是剪紙藝術(shù)的一個例子。這對于超薄片來說尤其重要，因為剪紙藝術(shù)增強了靈活性，同時又不犧牲材料本身的基本剛度。這使研究人員能在不損失其機械強度的情況下放大材料的變形。此外，超薄片對磁場反應(yīng)靈敏，響應(yīng)時間最快只需兩毫秒。