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透明的鳗鱼状软机器人无需推进即可在水下游泳: 研究

科学家开发了一种创新的,透明的鳗鱼状机器人,可以在没有电动机的情况下在盐水中无声地游泳。由美国加利福尼亚大学的工程师和海洋生物学家创建的机器人使用充满水的人造肌肉来推动自己。

一英尺长的机器人连接到表面上的电子板,实际上也是透明的。该机器人在《科学机器人》杂志上进行了描述,这是迈向未来的重要一步,软机器人可以在海洋中与鱼和无脊椎动物一起游泳而不会干扰或伤害它们。研究人员说,如今,大多数旨在观察海洋生物的水下航行器都是刚性的,类似于潜艇,并由带有嘈杂螺旋桨的电动机提供动力。

加州大学圣地亚哥分校 (University of California San Diego) 的博士生Caleb Christianson说: “我们的机器人不是螺旋桨,而是使用柔软的人造肌肉像鳗鱼一样在水下移动,而不会发出任何声音。”一项关键的创新是使用盐水,机器人在其中游泳,以帮助产生推动它的电力。机器人配备了电缆,可以向周围的盐水和人造肌肉内的水袋施加电压。\然后,机器人的电子设备在机器人外部的水中传递负电荷,在机器人内部传递激活肌肉的正电荷。

电荷会导致肌肉弯曲,从而产生机器人的起伏游泳运动。这些电荷位于机器人表面之外,携带的电流很少,因此它们对附近的海洋生物是安全的。“我们最大的突破是将环境作为我们设计的一部分,” 加州大学圣地亚哥分校教授Michael T Tolley说。“将会有更多的步骤来创建一个高效、实用、不受束缚的鳗鱼机器人,但在这一点上,我们已经证明了这是可能的,” 托利说。

此前,其他研究小组也曾开发出具有类似技术的机器人。然而,为了给这些机器人提供动力,工程师们正在使用需要在半刚性框架内保持恒定张力的材料。新的研究表明,框架是不必要的。托利说: “从某种意义上说,这是开发用于水下探索的最柔软的机器人。”

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