两栖机器蟑螂探索水下社会环境
我了解到,美国哈佛大学的研究人员最近研发了一种名为“移动微型机器人”(Ambulatory Microrobot,HAMR)的水陆两栖机器人,它外形酷似蟑螂,不仅能在陆地上行走,还能在水面和水下自由移动。这些小型机器人的设计为它们提供了新的应用前景。
这款HAMR利用多功能脚垫,可以借助液体表面张力来浮动游泳,并且可以通过施加电压破开水面潜入水下。其整个身体覆盖有特殊防水涂层,以防止在水下发生电路短路。
HAMR还有四对不对称的襟翼,这些襟翼与周围的水形成不稳定的相互作用,使得它能够像潜水甲虫一样游泳,从而有效地向前推进和转弯。此外,在游弋于表面的过程中,它还能够避免障碍物并减少阻力。
该研究已经发表在《自然·通信》杂志上,其中论文第一作者、哈佛大学约翰·保尔森工程和应用科学学院博士后研究员凯文·陈表示:“这项研究证明,微型机器人可以利用小规模物理学——比如表面张力——来执行那些对于大型机械来说极其困难的任务。”
尽管这个微型机器人的重量只有一个曲别针那么轻,大约1.65克,但它却能携带额外1.44克的载荷,并且能够以每秒10赫兹的频率让腿部滑动。然而,由于大小至关重要,如果太大可能无法浮立于海面;如果太小,则无法产生足够力量打破海面的张力(即潜入)。
虽然HAMR在不同环境中的移动能力表现出色,但仍存在不足之处,比如一旦潜入海底,只能依靠斜坡慢慢爬回陆地。因此,未来研究将主要集中解决这一问题,希望找到一种无需斜坡就可返回陆地的方法,如采用冲击跳跃技术等。