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為保護珊瑚礁科學家們發明了能鉆過小洞的人造水母


  科學家們已經製造出了機器人水母,有一天它可以用來追蹤和監測脆弱的海洋生態係統。

  這種柔軟的機器人能夠遊過比它們身體更窄的開口,並由液壓矽觸須提供動力。

  一些機器人已經經過了測試,它們可以通過在有機玻璃板上鉆出的小洞。

  在未來,這些所謂的“水母機器人”可以被送到脆弱的環境中,比如珊瑚礁,而不會有碰撞和破壞的風險。

  這種人造動物的創造者相信,它們可以在不幹擾這種脆弱的野生動物的情況下,充當“海洋守護者”的角色。

  該機器人的發明者之一、來自佛羅裏達大西洋大學的ErikEngeberg博士說:“對海洋研究人員來說,研究和監測珊瑚礁等脆弱的環境一直是一項挑戰。”

  “軟體機器人在這方面有很大的潛力。”

  水母機器人的設計是基於月亮水母(Aureliaaurita)在幼蟲生命周期階段的形狀。月亮水母可以變換顏色,在水中飄蕩,是一種高檔的觀賞水生動物。

  它的一個液壓係統由兩個葉輪泵驅動,允許機器人遊泳和控製。周圍環境中的水被安靜地泵入水母體內,使它的8個矽觸須膨脹。

  當水泵停止工作時,觸須就會釋放水,觸須就會放鬆。這會讓它輕微上升和下降,隨後的遊泳運動就產生了。

  當水泵沒有動力時,觸須的自然彈性迫使水回流。

  這種前後移動創造了一種遊泳姿勢,與現實生活中的水母非常相似。

  Engeberg博士說:“基於魚類和其他海洋動物的仿生軟體機器人在過去幾年裏在研究領域越來越流行。水母是很好的候選者,因為它們是非常高效的遊泳者。”

  “它們的推進性能取決於它們身體的形狀,這種形狀可以產生渦流、噴氣推進、劃船和吸力運動的組合。”

  他補充說:“這個機器人的主要應用是探索和監測脆弱的生態係統,所以我們選擇了軟體液壓網絡執行器來防止意外損壞。”

  “另外,活水母的浮力是中性的。為了模擬這一過程,我們在遊泳時用水給液壓網絡驅動器充氣。”

  五種不同硬度的水母機器人被用於測試,它們是通過3D打印技術製造的。

  Engeberg博士說:“我們發現這些機器人能夠遊過比機器人公稱直徑還窄的開口。”

  未來的機器人將擁有環境傳感器和導航程序來幫助它們找到縫隙,並決定是否能遊過去。

  這項研究發表在《仿生學與生物靈感》雜誌上。

  類似的軟體機器人還有由哈佛大學和波士頓大學工程師發明的蜘蛛型微型機器人。他們使用矽膠打造了機器人的外形,然後使用激光精細加工技術在機器人身上蝕刻出微型通道。

  這種機器人具有18度自由度,並且體型非常小,未來將能夠用於內窺鏡檢查和顯微外科手術。

  此外,中國的棋弈智能客機公司也研發出了一種能在管道中爬升或爬樹的單體纖繩式軟體機器人。利用負壓技術使其牢固吸附在墻面,它能夠在垂直墻面運動和翻越拐角,加裝特製電磁鐵控製模塊後還可以實現鐵質墻面爬行。

  這種機器人的應用範圍有管道維修、室內偵查等,還可組合為各種形態。



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