液态金属驱动的全软电磁致动器，为软机器人提供灵巧手
刚性电磁执行器以多种方式为我们的社会服务200多年。但是，它们的体积大，限制了与人类的紧密合作。当前的软功能致动器在诸如延迟响应时间或低功率之类的现实应用中遇到限制，难以精确地控制或需要危险的刺激（例如，高压）。
全软电磁致动器
通过改型结构和材料，新型软电磁致动器（SEMA）采用液态金属线圈代替了铜线实现了很好的效果。在这些设计中，液态金属线圈被洛伦兹力拉动和推动，洛伦兹力主要由径向磁场分量产生。由于径向磁场分量在磁体中心几乎为零，并且在边界附近较大，因此液态金属线圈的尺寸应大于磁体的尺寸。这限制了致动器在小型磁体的弱磁场中的小型化，性能和多功能性。
约翰内斯·开普勒大学林茨分校Martin Kaltenbrunner课题组提出了几种设计策略和一套方法来制造高性能和全软电磁致动器，以为软形式的机器人提供动力。作者探索SEMA的六种主要设计策略：1）使用了一块大的板状磁体，该磁体提供了在空间上扩展的强磁场，使我们能够将SEMA与刚性磁体分开，从而使它们完全柔软。2）对板状磁体的磁场分布进行了表征和建模。这样就可以使用为此目的开发的数值模型来预测执行器的机械响应，进而为提高SEMA的性能提供指导。3）与圆形线圈相比，矩形线圈的使用产生更大的磁转矩。4）该SEMA设计定义了垂直于平板磁体表面的线圈平面，从而增加了平面外洛伦兹力。5）一种经济高效的成型方法用于制造SEMA。这种易于定制的制造方法提供了能够提供更高驱动电流的厚金属液通道。6）该SEMA中使用了多个线圈，以增加力输出和自由度。
图1：SEMA的工作原理和制造过程：模制有机硅弹性体，粘合到弹性体片上以制造通道，最后注入液态金属，液态金属的两端均连接到控制系统。
图2：单线圈方形SEMA的特性。电压和频率对驱动的影响。
图3：双线圈方形SEMA的功率和效率。用于功率和效率测试的实验装置。 通过将直流电流从-3切换到3 A，SEMA从一侧弯曲到另一侧，并通过偏转轮将重物提升2厘米。
图4：SEMA的功能形态展示：搅拌和花瓣。