特邀讲座——力学导向的多场响应软机器设计

Invited Lecture - Mechanically Guided Design of Multi-Field Responsive Soft Machines


讲座简介


与传统的刚性机器相比,软机器在抓取易碎物体、安全的人机交互和生物医学应用等领域展现出独特的优势。然而,软机器的设计过程中面临诸多挑战,包括强非线性行为、几何失稳以及多物理场耦合等复杂问题。为应对这些挑战,需要遵循力学导向的设计思路,发展能够准确预测软材料和柔性结构复杂力学行为的多物理场耦合与非线性力学模型,从而指导软机器的设计优化。本报告将通过三个实例深入探讨力学导向的软机器设计方法。首先,我们研究了超弹性杆的屈曲行为,发现单轴压缩下的杆件可展现出丰富的屈曲模式。利用这一现象,我们设计了一种新型的软体致动器和可重复使用的吸能材料。接着,我们探讨了粘弹性壳体的延迟回弹现象,并通过粘弹性壳体模型揭示了延迟回弹背后的稳定性演变机理。最后,针对3D打印的液晶弹性体,我们建立了多场耦合变形预测模型,提出了基于光/热刺激的三维形貌控制策略,并通过空间编程液晶分子取向,成功复现了类似植物叶子的复杂螺旋形貌。展望未来,我们将进一步研究光、电、热、磁、化学等多物理场与非线性变形的耦合机制,基于力学原理定制设计几何结构和材料,以应对软机器在复杂环境(如人体内部)中多模式运动和变形响应的需求。


主讲人陈禹臻



主讲人简介

陈禹臻,2012年本科毕业于大连理工大学机械工程学院,2015年硕士毕业于清华大学机械工程系。同年赴美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)攻读博士学位,师从金丽华教授。于2021年获得博士学位。毕业后继续在UCLA从事博士后研究工作。2022年加盟复旦大学航空航天系担任青年副研究员,并获得上海市领军人才(海外)青年项目资助。陈禹臻主要从事梁、薄膜和薄壳结构失稳的理论研究,同时致力于将结构失稳融入刺激响应软材料中,设计功能结构与材料。


讲座时间:9月7日 13:30


讲座地点:复旦大学江湾校区教学楼JA105