两栖“机器蟑螂”可探索水下环境

2018年07月06日09:39  来源:科技日报
 

据美国哈佛大学官网近日消息,该校研究人员研制出一种“水陆两栖”的“移动微型机器人”(Ambulatory Microrobot,HAMR),外形就像“机器蟑螂”,可在陆地上行走,在水面游泳,必要时还能在水下行走。这种设计为小型机器人找到了新的用武之地。

研究人员解释,HAMR使用“多功能脚垫”,能依靠液体表面张力产生的浮力在水面游泳,更重要的是,还能在必要时,通过施加电压破开水面潜入水下。其整个机身覆盖特殊防水涂层,可避免在水下发生电路短路。

HAMR还有4对不对称襟翼,利用襟翼和周围水之间的不稳定的相互作用,能产生类似于潜水甲虫的游泳步态,这使其可以有效地向前游泳和转弯。此外,在水面上移动还使其能躲避水下障碍物,并减少阻力。

研究发表于《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:“这项研究表明,微机器人可以利用小规模物理学——在这种情况下是表面张力——来执行对大型机器人来说极具挑战性的任务。”

该机器人的重量相当于一枚曲别针,只有约1.65克,能携带1.44克的额外载荷,而且能以高达10赫兹的频率让其腿滑动。研究人员指出,机器人的大小对性能至关重要,如果太大,它可能很难浮在水面上;如果太小,它又难以产生足够力量来破坏水面张力(潜入水下)。

在水下环境中,HAMR展现出与陆地上同样优越的移动能力。不过,它仍有不足之处,比如潜入水下后,只能依赖水底的斜坡慢慢爬回地面。研究人员下一步将重点解决HAMR的出水问题,希望为其找到一种无需坡道也能返回陆地的方法,可能采用冲动跳跃机制等。(刘霞)

(责编:时宝韫(实习生)、吴亚雄)

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