機器人水母可以在不接觸海洋垃圾的情況下吸走它
由於水母在水中移動的獨特方式,水母經常被用作柔軟的水基機器人的靈感來源。現在,研究人員發現,機器人水母的拍打推進系統不僅有利於運動,而且還能在不接觸的情況下將小碎片從海底吸上來。這樣的機器人對於從脆弱的海洋環境,如珊瑚礁中清除垃圾可能是有用的。
由馬克斯-普朗克智能係統研究所(MPI-IS)的科學家們發明的新機器人,大約有一隻手的大小,由一系列六個充滿被稱為HASELs的人造肌肉的驅動器組成。這些肌肉基本上是由電極覆蓋的充滿油的囊。當電極收到電流時,它們會充滿正電荷。然後它們將電流排放到周圍帶負電的海水中。這個循環促使袋子裡的油被來回推動,導致執行器執行其拍打運動。
最重要的是,這種拍打運動在水中產生了一股電流,可以將顆粒往上吸引,或多或少地模仿了柱塞從下水道中吸引堵塞物的方式。
第一作者王天祿說:”當水母向上游動時,由於它在其身體周圍產生了水流,它可以沿途捕獲物體,通過這種方式,它還可以收集營養物質。我們的機器人,也能使它周圍的水循環。這一功能在收集廢物顆粒等物體時非常有用。然後,它可以將垃圾運送到表面,以後可以在那裡進行回收。”他是MPI-IS物理智能部門的博士後,也是該出版物的第一作者。
水母機器人的示意圖麥克斯-普朗克智能係統研究所
這種機器人幾乎是無聲的,再加上其無接觸的方法,使其成為一種環境敏感的工具,可以應用於各種情況。它還能夠收集脆弱的生物樣本,如魚卵,同時,對周圍環境沒有負面影響。與水生物種的互動是溫和的,幾乎沒有噪音。
雖然水母機器人可以在不實際抓取任何東西的情況下進行海洋管理,但事實上,研究人員能夠證明,當兩個執行器以鉗子的姿態相互靠近時,該機器人可以執行抓取動作。他們還表明,兩個機器人可以一起工作,從海底舉起一個更複雜的物品,如一個口罩。
雖然水母機器人的性能令人印象深刻,但目前它確實有一個嚴重的局限性:它需要連接到電線上才能接受電源。然而,研究小組正在努力消除這一需要,它已經把一個樣品機器人裝上了電池和無線通信裝置,並把它放在馬克斯-普朗克-斯圖加特校區的池塘里。雖然該機器人可以向前定位,但該團隊無法讓它改變路線,但它正在努力建立這一功能。
這項研究已經發表在《科學進展》雜誌上。