软体机器人DraBot“蜻蜓”可探测水中的环境状况
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  • 罗荣慧
  • 2021-04-06 04:32:49 1

杜克大学的工程师们创造了一款全柔性的机器人,外观酷似蜻蜓,旨在能够在水面上灵活滑行,并对环境因素做出响应。这款名为DraBot的机器人无需任何电子装置,能够感知环境条件,如pH值、温度以及是否存在油污等。

研究团队认为,这一原理验证装置可以作为未来更为先进的自主和远程环境监测机器人,帮助解决水体监测中的各种问题。

最初,研究人员设计了一款灵感来源于苍蝇的软体机器人。经过多次迭代,他们最终选择了蜻蜓的形态,并设计了一个外部微通道网络,通过气压来操控它。机器人的整体长度约为2.25英寸,翼展为1.4英寸。

机器人的主体部分是通过将硅材料倒入铝制模具中烘烤成型的。外部通道则利用软光刻技术制成,并通过柔性硅管连接。研究团队面临的挑战是在没有电子设备的情况下,使DraBot能够对远距离气压控制做出响应。

DraBot的工作原理是通过调节进入“翅膀”的气压来实现的。微通道内的空气会被挤压到前翼,并通过一系列导向后翼的小孔排出。当后翼下降时,气流受阻,DraBot会保持静止;而当两翼同时上升时,DraBot便开始向前移动。

此外,研究人员还在每个后翼下方设计了靠近机器人身体的“气球”驱动器。当这些气球膨胀时,翅膀会上升,从而实现对机器人的定向控制。翅膀表面涂覆了一层自愈合水凝胶,使得DraBot能够对水的pH值变化作出反应。

具体来说,当水体呈酸性时,一个前翼会与后翼融合,导致机器人旋转一圈而非直线行进。一旦pH值恢复正常,融合的翅膀便会分离,使机器人重新响应指令。另外,研究者还在机器人上安装了吸油海绵,这些海绵能吸收油污并改变颜色以示警告。若水温过高,DraBot的翅膀还会从红色变为黄色。

    本文来源:图灵汇
责任编辑: : 罗荣慧
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