Springbewegingen worden vaak waargenomen in de natuur, ook voor zoogdieren, insecten en de andere landdieren; deze vloeiende beweging streeft naar snelle mobiliteit, een snellere aankomsttijd op een bestemming over grote obstakels en ruw terrein. De kwalitatieve eigenschappen van de sprong zoals richting en hoogte worden geregeld door louter fracties van potentiële en kinetische energie. In aanvulling, een organisme kan ervoor kiezen om zijn springbewegingen te herhalen zoals bepaald door zijn eigen vrije wil.

Om een ​​soortgelijk type springgedrag in robotsystemen te implementeren, er moeten op maat gemaakte ontwerpen zijn die een onmiddellijke energieoverdracht naar een substraat genereren met voldoende geaccumuleerde energie. Veel van de huidige springrobots in het veld passen zich aan door met hun benen tegen de ondergrond te trappen of te duwen; dit wordt gewoonlijk aangedreven door gemotoriseerde actuatoren of batterijgevoede systemen. Echter, deze systemen voegen ongewenst gewicht toe aan de springrobots en zijn ook moeilijk te bevestigen op een miniatuurlichaam.

Een fotoactief vloeibaar kristallijn polymeer is in staat om te springen omdat de anisotrope fotomechanische respons van de fotoactieve moleculaire machine het vloeibaar kristallijne polymeer in staat stelt om foto-geïnduceerde energie effectief te accumuleren en vrij te geven. De fotoactieve moleculaire machine, een azobenzeengroep, is uitgelijnd met vloeibare kristalmoleculen die gerichte foto-geïnduceerde contractie van foto-isomerisatie van het azobenzeen verschaffen. 270° supergedraaide nematische moleculaire geometrie aan de boven- en onderkant van het fotoactieve vloeibaar kristallijne polymeer induceert een niet-isometrische bistabiele toestand onder actinische lichtbestraling met gelijktijdige verwarming. Het is bekend dat de bistabiele structuur energie accumuleert onder de energiebarrière om te vervormen tussen twee stabiele structuren. Tijdens het vervormingsproces de geaccumuleerde energie begint de energiebarrière te overschrijden en gaat door met een onmiddellijke afgifte, de zogenaamde 'doorklik'. Onmiddellijke energieafgifte in fotoactief vloeibaar kristallijn polymeer genereert de springende beweging door impact met het substraat. Opmerkelijk, de maximale springhoogte bereikt 15,5 lichaamslengtes met de maximale momentane snelheid van 880 BL s ^-1 .

Een formidabele uitdaging voor een springende robot is on-demand continu springen. In tegenstelling tot gemotoriseerde springrobots, het is moeilijk om continu of directioneel springen uit te voeren voor een springende robot met een monolithisch lichaam, aangezien de hoek tussen de robot en de aandrijfbron continu verandert. Door de bidirectionele lichtbestraling kan het fotoactieve vloeibaar-kristallijne polymeer continu op twee verschillende manieren springen:fotomechanisch springen op basis van slaan en trappen. Ongeacht de landingsrichting of kromming van de zachte robot, on-demand lichtinstraling van boven of onder zorgt voor springbewegingen in zachte robots.

Aanvullend, het fotomechanische springen kan worden geleid door een gradiënt van de bundelintensiteit te genereren. De gradiëntlichtintensiteit breekt de symmetrie van foto-isomerisatie in een monolithisch fotoactief vloeibaar kristallijn polymeer dat directionaliteit van kinetische energie genereert. Door bidirectionele lichtinstraling te combineren met een gradiënt van de bundelintensiteit, het geminiaturiseerde fotoactieve vloeibaar-kristallijne polymeer kan op zijn bestemming aankomen, zelfs grote obstakels overwinnen.

Deze ongeëvenaarde strategie zal inzicht verschaffen in de manoeuvreerbaarheid van contactloos springen in geminiaturiseerde zachte robots.