液態金屬驅動的全軟電磁致動器，為軟機器人提供靈巧手
剛性電磁執行器以多種方式為我們的社會服務200多年。但是，它們的體積大，限制了與人類的緊密合作。當前的軟功能致動器在諸如延遲響應時間或低功率之類的現實應用中遇到限制，難以精確地控制或需要危險的刺激（例如，高壓）。
全軟電磁致動器
通過改型結構和材料，新型軟電磁致動器（SEMA）採用液態金屬線圈代替了銅線實現了很好的效果。在這些設計中，液態金屬線圈被洛倫茲力拉動和推動，洛倫茲力主要由徑向磁場分量產生。由於徑向磁場分量在磁體中心幾乎為零，並且在邊界附近較大，因此液態金屬線圈的尺寸應大於磁體的尺寸。這限制了致動器在小型磁體的弱磁場中的小型化，性能和多功能性。
約翰內斯·開普勒大學林茨分校Martin Kaltenbrunner課題組提出了幾種設計策略和一套方法來製造高性能和全軟電磁致動器，以為軟形式的機器人提供動力。作者探索SEMA的六種主要設計策略：1）使用了一塊大的板狀磁體，該磁體提供了在空間上擴展的強磁場，使我們能夠將SEMA與剛性磁體分開，從而使它們完全柔軟。2）對板狀磁體的磁場分佈進行了表徵和建模。這樣就可以使用為此目的開發的數值模型來預測執行器的機械響應，進而為提高SEMA的性能提供指導。3）與圓形線圈相比，矩形線圈的使用產生更大的磁轉矩。4）該SEMA設計定義了垂直於平板磁體表面的線圈平面，從而增加了平面外洛倫茲力。5）一種經濟高效的成型方法用於製造SEMA。這種易於定製的製造方法提供了能夠提供更高驅動電流的厚金屬液通道。6）該SEMA中使用了多個線圈，以增加力輸出和自由度。
圖1：SEMA的工作原理和製造過程：模製有機硅彈性體，粘合到彈性體片上以製造通道，最後注入液態金屬，液態金屬的兩端均連接到控制系統。
圖2：單線圈方形SEMA的特性。電壓和頻率對驅動的影響。
圖3：雙線圈方形SEMA的功率和效率。用於功率和效率測試的實驗裝置。 通過將直流電流從-3切換到3 A，SEMA從一側彎曲到另一側，並通過偏轉輪將重物提升2釐米。
圖4：SEMA的功能形態展示：攪拌和花瓣。