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杜克大学开发新型“蜻蜓”机器人:可检测水中石油泄漏和pH值变化等情况

Evelyn Zhang

杜克大学(Duke University)教授Shyni Varghese领导的研究小组最近的一项研究报告称,他们开发出的一种名为DraBot的智能软机器人具有环境感应能力,可效仿蜻蜓在水面上滑行。

这一概念验证可以成为更先进、自主、远程环境监测仪的参考,用于监测各种潜在的问题迹象,检查是否有漏油、pH值变化和其他异常情况。

红蜻蜓

软机器人技术是一个新兴的研究领域,主要关注使用柔性材料(如水凝胶和弹性体)制造设备。软材料允许这些机器人探索受限的环境,去执行一些传统的基于硬材料的机器人不能去执行微妙的任务。

最新的这项研究,使用了一种简单的材料设计,将刺激响应智能材料(stimuli-responsive smart materials)和微工程相结合,创造了一个能够感知和适应环境变化的略读软机器人。

该研究的第一作者、生物医学工程博士瓦德曼·库马尔(Vardhman Kumar)解释说:“我们的蜻蜓软体机器人的结构设计基于蜻蜓的身体结构,因为蜻蜓是蜻蜓中最常见的一种,因此命名为DraBot。”“这款完全柔软的机器人是用硅树脂通过微加工制作而成,并装饰了多种功能元件,如柔性驱动器和身体不同位置的刺激响应和自愈合材料,以整合传感能力。”

机器人的前翼由空气通道组成,后翼由微流体通道组成,通过气球驱动器实现翅膀的拍打运动。前翼的气流通道将气流引导到后翼,从而推动机器人使用喷气推进。通过灵活的致动器拍打后翼,可以精确控制飞机的前进、转弯和停止。

除了表现出复杂的运动,机器人被设计来感知和调整它的环境,从而使它更接近于模仿生命系统。

这种蜻蜓的另一个特征是,它会随着温度的变化而改变翅膀的颜色。这一特征与某些种类的蜻蜓一样,它们对温度敏感,身体某些部位的颜色也会发生变化。微孔疏水结构存在于机翼和腹部,帮助机器人保持漂浮和辅助运动,也有能力吸收疏水杂质,比如——油气。当DraBot通过水面上有油污的区域时,它会吸收这些微孔结构中的石油。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源:http://www.advancedsciencenews.com/drabot-a-soft-robotic-dragon-fly-that-senses-and-monitors-its-environment/

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