兩棲「機器蟑螂」下水 可探索水下環境

兩棲“機器蟑螂”下水 可探索水下環境

科技日報北京7月5日電(記者劉霞)據美國哈佛大學官網近日消息,該校研究人員研製出一種“水陸兩棲”的“移動微型機器人”(Ambulatory Microrobot,HAMR),外形就像“機器蟑螂”,可在陸地上行走,在水面游泳,必要時還能在水下行走。這種設計為小型機器人找到了新的用武之地。

研究人員解釋,HAMR使用“多功能腳墊”,能依靠液體表面張力產生的浮力在水面游泳,更重要的是,還能在必要時,通過施加電壓破開水面潛入水下。其整個機身覆蓋特殊防水塗層,可避免在水下發生電路短路。

HAMR還有4對不對稱襟翼,利用襟翼和周圍水之間的不穩定的相互作用,能產生類似於潛水甲蟲的游泳步態,這使其可以有效地向前游泳和轉彎。此外,在水面上移動還使其能躲避水下障礙物,並減少阻力。

研究發表於《自然·通信》雜誌。論文第一作者、哈佛大學約翰·保爾森工程和應用科學學院(SEAS)博士後研究員凱文·陳說:“這項研究表明,微機器人可以利用小規模物理學——在這種情況下是表面張力——來執行對大型機器人來說極具挑戰性的任務。”

該機器人的重量相當於一枚曲別針,只有約1.65克,能攜帶1.44克的額外載荷,而且能以高達10赫茲的頻率讓其腿滑動。研究人員指出,機器人的大小對性能至關重要,如果太大,它可能很難浮在水面上;如果太小,它又難以產生足夠力量來破壞水面張力(潛入水下)。

在水下環境中,HAMR展現出與陸地上同樣優越的移動能力。不過,它仍有不足之處,比如潛入水下後,只能依賴水底的斜坡慢慢爬回地面。研究人員下一步將重點解決HAMR的出水問題,希望為其找到一種無需坡道也能返回陸地的方法,可能採用衝動跳躍機制等。


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