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沒馬達、不用電,這種真·自動機器人靠溫度變化游泳

一提到機器人不聽話,人類的反應通常都是「拔電源」。

拔電源就能讓它們停下來了?Naive。

最近,加州理工和蘇黎世聯邦理工學院就聯合打造了一款不用電、不需要馬達的「自驅動」機器人。

這款機器人依靠一種會隨著溫度變化而變形的材料,在水中遊動。

也許叫機器魚更合適吧~上面就是它的照騙,是由Tian Chen和Osama R. Bilal製造的渲染圖。

這條機器魚未經美顏的真實照片是這樣的:

當然,無論有沒有美顏,都無法展示出內部的結構。作為一項嚴謹的科學研究,科學家們還給出了細緻的內部解剖圖:

魚身中有一個通過變形來提供動力的聚合物「肌肉」,包裹在兩片低密度的漂浮裝置和一層外殼之中。「肌肉」由柔韌的高分子聚合物構成,它們在溫度低時呈捲曲狀,溫度高時就會伸展開。

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把一條機器魚從人類呼吸的冰涼空氣中放到溫暖的水裡,肌肉就會伸展開,然後通過旁邊一個連接到「魚鰭」的小部件,控制魚鰭的活動,讓這條機器魚在水中遊動起來。

就像這樣:

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不止前進後退。

上面的兩鰭版,是這種機器魚的最簡單形態。在這個基礎上,科學家們還設計出了三鰭、四鰭版,再對「肌肉」做一些改動,機器魚就掌握了一些高階技能,比如——拐彎。

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拐彎,需要各個魚鰭做出不同的活動,也就需要它們連接到各不相同的「肌肉」。參與這項研究的小夥伴們發現,不同粗細的聚合物條熱到伸展需要的時間是不一樣的,「肌肉」越粗,伸展得越慢。把不同粗細的聚合物條組合到一起,就能控制機器魚的運動方式了。

目前,這種機器魚尚處幼年,掌握的最複雜技能要數這一套:在水中前進→空投一件貨物→後退。

前進後退就不說啦,來觀賞一下空投:

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下面的視頻,更加完整地展示了這種機器魚的能力和原理:

這項研究相關的論文5月15日發表在PNAS《美國國家科學院院刊》上,題為Harnessing bistability for directional propulsion of soft, untethered robots。

項目主頁:

https://authors.library.caltech.edu/86403/


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