Мягкие магнитные материалы и роботы

В традиционной классификации главным отличительным признаком мягких роботов от традиционных роботов, изготовленных из жёстких материалов, является механическая податливость. Недавние достижения в области функциональных мягких материалов способствовали появлению нового класса мягких роботов, способных к беспроводному приведению в действие в ответ на внешние стимулы, такие как тепло, свет, растворитель, а также электрическое или магнитное поле. Среди различных типов материалов, реагирующих на внешние стимулы, мягкие магнитные материалы продемонстрировали значительный прогресс в их разработке и изготовлении, что привело к созданию мягких магнитных роботов с уникальными преимуществами и широким потенциалом применения. Однако область мягких магнитных роботов всё ещё находится на начальной стадии развития и требует дальнейшего совершенствования принципов проектирования, методов изготовления, механизмов управления и средств восприятия. Успешное дальнейшее развитие мягких магнитных роботов потребует всестороннего понимания фундаментальных принципов магнитного приведения в действие, а также физических свойств и поведения мягких магнитных материалов. В данном обзоре рассматривается современный прогресс в проектировании и изготовлении, моделировании и численном анализе, а также приведении в действие и управлении мягкими магнитными материалами и роботами. Кроме того, представлен ряд рекомендаций по проектированию для обеспечения оптимальных характеристик приведения в действие мягких магнитных материалов. Наконец, обобщены потенциальные биомедицинские применения мягких магнитных роботов и изложены перспективы развития следующего поколения мягких магнитных роботов.