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編輯推薦: |
人机共融时代,软体塑造未来。随着材料科学、智能制造及机械控制的飞速发展,软机器作为新一代智能制造的重要组成部分,正推动技术向更灵活、更安全、更智能的方向发展。软机器是一类由软材料和功能材料构成的智能设备,具备智能感知、自适应变形和生物仿生能力,涵盖软体机器人、软体传感器、软体驱动器、软电子设备等多个类别。作为新一代智能系统的重要基础,软机器已在智能制造、医疗康复、人机交互、可穿戴电子等领域正发挥不可替代的作用。
自上世纪80年代,Wilson等人提出“弹性体软体机器人”的概念以来,这一想法奠定了软机器(Soft Machine)领域的理论基础,并催生了一系列标志性创新,如世界首款完全柔性软体机器人(Octobot)、可拉伸电子皮肤(E-Skin)和仿生软体医疗机器人等。半个多世纪以来,基础研究与产业界的协同发展加速了软机器技术的突破与应用落地。然而,软机器的制造方法、材料及其在应用中的力学问题,仍然是限制其进一步发展的核心难题。由于软机器主要依赖软材料和智能响应技术,其力学行为(如大变形、非线性响应、疲劳损伤、界面粘合等)往往难以精确建模和控制。这些问题不仅影响软机器的制造工艺选择、
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內容簡介: |
本书为“软体机器人前沿丛书”其中之一,在众多机器技术中,软机器被誉为超越传统刚性机械极限的“仿生智能体”,能够像生物体一样灵活运动、适应复杂环境和做出特殊响应。本书系统介绍了软机器的分类、基本特性和应用前景,不仅涵盖了软机器构筑的核心方法,还深入探讨了失稳、界面粘接、疲劳破坏等关键力学问题,为未来软机器的高效设计、优化制造及工程应用提供了重要的理论支撑和实践指导。本书共分为7个章节,第1章系统概述了软机器的基本概念及其关键力学问题;第2-4章详细介绍软机器的多种构筑技术,包括模具制造法、直接墨水3D打印和数字光处理3D打印等,并探讨这些技术在软压力传感器、软触摸板、软气动执行器、仿生血管组织等功能软器件制造中的应用;第5章重点讲述软机器中的界面行为,包括粘接和界面稳定性;第6章讨论软机器的结构失稳,分析其对整体性能的影响;第7章研究软材料应用中的穿刺破坏力学行为,探讨软机器在实际应用中的抗失效设计策略。本书从软材料特性,覆盖先进制造工艺,并延伸至软机器人、柔性电子、仿生医疗设备等典型应用场景,书中特别剖析了软机器研发中的关键力学难题,展现这些因素如何塑造软机器的性能与功能,分析这些问题对稳定性和实用性的影响,并提供科学解决方案,展现了技术与创新的完美结合。
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