Reprogrammable magnetic soft robot via slime

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Shape-deforming magnetic soft robots hold significant promise across diverse applications, particularly in the fields of biomedicine and soft robotics, owing to their rapid response, wireless actuation, and facile penetration capability. However, the shape deformation of conventional magnetic soft robots is contingent upon the magnetization profile within the robot and is limited to achieving a predetermined magnetic response under an external magnetic field. Despite recent strides in achieving a reprogrammable magnetization profile, existing magnetic programming methods remain reliant on external stimuli.
In this thesis, we propose a novel reprogrammable strategy based on slime, which enables the reprogramming of the internal magnetization profile solely using an external magnetic field, without altering their intrinsic magnetic properties. A mixture of magnetic particles and slime is introduced into a robot comprising a silicone elastomer. The magnitude of the external magnetic field can be adjusted to transition between the programming mode and the control mode. This innovative approach ultimately led to the development of magnetic robots featuring a reprogrammable magnetization profile.

국문 초록 (Abstract)

형상 변형 마그네틱 소프트 로봇은 빠른 응답, 무선 구동 및 용이한 침투 능력으로 인해 바이오 의학 및 소프트 로봇 등 다양한 분야에서 상당한 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 기존의 마그네틱 소프트 로봇의 형상 변형은 로봇 내부의 자화 프로파일에 의존하며 외부 자기장 하에서 예정된 응답을 얻는 데 제한됩니다. 재프로그래밍 가능한 자화 프로파일을 달성하는 데 있어 최근의 발전에도 불구하고, 현재 프로그래밍 방법은 외부 자극에 의존하고 있습니다.
본 논문에서는 고유의 마그네틱 특성을 변경하지 않고 외부 자기장만을 사용하여 자화 프로파일을 재프로그래밍 할 수 있는 슬라임 기반의 새로운 재프로그래밍 전략을 제시합니다. 마그네틱 입자와 슬라임의 혼합물은 실리콘 탄성체로 구성된 로봇에 도입됩니다. 이로 인해 외부 자기장의 크기를 조절하여 프로그래밍 모드와 제어 모드 간의 전환을 가능하게 합니다. 그리고 이 혁신적인 접근 방법으로 재프로그래밍 가능한 마그네틱 소프트 로봇을 개발하였습니다.