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MIT 制造出柔軟的機(jī)器人 可以在水中隱身遁形

童程童美 2017-02-15

最近,麻省理工的科學(xué)家們受一種叫玻璃鰻的魚(yú)啟發(fā),制造出了可以在水中隱匿蹤跡的柔軟機(jī)器人,論文上周發(fā)表在《自然通訊》雜志上。這種機(jī)器人由水凝膠制成,90% 的成分都是水,顏色透明,在水下幾乎難以察覺(jué)。

摘要

最近,麻省理工的科學(xué)家們受一種叫玻璃鰻的魚(yú)啟發(fā),制造出了可以在水中隱匿蹤跡的柔軟機(jī)器人,論文上周發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

這種機(jī)器人由水凝膠制成,90% 的成分都是水,顏色透明,在水下幾乎難以察覺(jué)。

通常的水凝膠比較脆弱,無(wú)法穩(wěn)定成型。而以往柔軟的機(jī)器人常由硅樹(shù)脂制成,在水下很容易看到。MIT 的科學(xué)家們這次找到了一種新的化學(xué)配方,讓水凝膠經(jīng)紫外線處理后,韌性更強(qiáng)但仍然保持柔軟。

使用 3D 打印和激光切割技術(shù),科學(xué)家們用水凝膠組裝出了一支奪魂抓魚(yú)機(jī)器爪、一條疾風(fēng)掃浪機(jī)器腿,還有一條會(huì)搖尾巴的機(jī)器魚(yú)。

這些機(jī)器人通過(guò)水泵控制。因?yàn)槊芏扰c水接近,這種機(jī)器人可以在水中漂浮,無(wú)需復(fù)雜的液壓裝置和電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。注射器以特定間隔將水泵入機(jī)器內(nèi)的通道,使得機(jī)器伸展、蜷縮和游動(dòng)。相對(duì)比較落后的水凝膠機(jī)器人,它們的運(yùn)動(dòng)速度要快得多。

盡管目前的運(yùn)動(dòng)還比較基礎(chǔ),但其力量與速度仍足以抓到一條魚(yú)。實(shí)際上,人類的肌肉也只能收縮與拉伸而已,這些原型機(jī)器人可能只是更復(fù)雜創(chuàng)作的基礎(chǔ)。

柔性機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)在于,在水下可以與水生生物互動(dòng),不會(huì)對(duì)它們?cè)斐蓚Γ瑫r(shí)也減少了自身因磕碰造成的損耗。但目前的缺點(diǎn)在于,這種機(jī)器人受水泵控制,而水泵在外部經(jīng)軟管連接,這意味著它們的速度和力量總會(huì)受到軟管的牽制。

MIT 制造出柔軟的機(jī)器人 可以在水中隱身遁形

特殊的材料和驅(qū)動(dòng)設(shè)備使得機(jī)器人外形透明,至少在水下難以分辨。來(lái)源:MIT 演示視頻

除了不同品種的水凝膠,團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)出了將它們固定在金屬、玻璃和陶瓷等材料表面的方法,結(jié)合性能良好。

未來(lái),科學(xué)家們想利用這些機(jī)器人進(jìn)行醫(yī)療植入,實(shí)現(xiàn)藥物的長(zhǎng)效釋放,也可以用來(lái)輔助外科手術(shù)。海洋生物學(xué)家則可以利用它,用盡可能小的干擾來(lái)觀察海洋生物的活動(dòng)。要實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用,除了提升精確度與耐久度以外,怎樣擺脫注水管的束縛,也是亟待解決的問(wèn)題。

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