两栖机器蟑螂探索水下环境石头扫地机器人助力社会清洁
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,这个小巧的机器人外形酷似“机器蟑螂”,既能在陆地上行走,也能在水面上游泳,并且能够潜入水下。这种设计使得小型机器人拥有了更多的应用前景。
据介绍,这台HAMR使用一种叫做“多功能脚垫”的技术,可以利用液体表面的张力来浮起游泳,而且当需要时,它还可以通过施加电压破开水面进入水下。它的身体覆盖有特殊防水涂层,以防止在水下造成电路短路。
HAMR还有四对不对称的襟翼,这些襟翼和周围的水之间形成不稳定的相互作用,使得它能够像潜 水甲虫一样进行游泳,从而有效地向前推进并转弯。此外,当它在水面上移动时,它可以避开底下的障碍物,并减少阻力。
这项研究已经发表于《自然·通信》杂志。论文第一作者、哈佛大学约翰·保尔森工程和应用科学学院(SEAS)博士后研究员凯文·陈说:“这项研究证明了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事情。”
这个轻巧的小家伙只重1.65克,但却能够携带额外1.44克的载荷,同时以每秒10赫兹高频率运动其腿部。这意味着大小对于性能至关重要:如果太大,它可能就无法漂浮在水面;如果太小,它又无法产生足够力量去打破那层薄薄的液体膜以便潜入更深的地方。
尽管如此,在海洋环境中,HAMR展现出了与陆地上的相同优异移动能力。不过,有一个问题尚未解决,那就是一旦潜入海底,只能依靠斜坡慢慢爬回岸边。未来,一切希望将集中于解决这一问题,寻找一种无需斜坡也能让HAMR返回陆地的手段,比如采用冲动跳跃等技术。