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浙江大学开发出可在水中快速移动的软体电子鱼

导读: 长期以来,机器人界一直希望造出通体由软性材料构成的机器人,但开发出柔性的供能和控制元件一直是难点,例如现在很多研究人员纷纷都在开发柔性电池和电路板。

浙江大学开发出可在水中快速移动的软体电子鱼

OFweek工控网讯 长期以来,机器人界一直希望造出通体由软性材料构成的机器人,但开发出柔性的供能和控制元件一直是难点,例如现在很多研究人员纷纷都在开发柔性电池和电路板。去年8月份,哈佛大学用“气动”取代“电动”,制造出了世界上第一个完全软体的且自我驱动的机器人,而现在浙江大学开发出由柔软的扑翼推动的软体机器人。新智造作为雷锋网旗下栏目,关注智能时代的创新与创造,目标是找到这个行业还存在哪些机会。

为了让机器人表现的越来越好,机器人专家们正在为其打造灵活的身体。事实上,软体机器人有很多优势:一方面,软体机器人能够在现有合规条件下更安全的工作,防止造成不必要的伤害;另一方面,机器人也能够做出更多独特的运动方式。但对于软体机器人来说,最大的问题是在供电或移动时,必须做出一些妥协,因为大多数设备组件并不够“软”,比如电池和执行器。

但是在过去的一周左右时间,行业内已经发明除了两种有效提升软体机器人运动的新方法,一种是利用外部磁场,另一种则是利用电场为扑翼提供能量支持。

浙江大学发明了软体机器人能够由柔软的扑翼推动,这些扑翼是有弹性电介质制成的,当它们被施加电压时,就会弯曲。介电弹性体的响应非常快,而且运动幅度也相对较大,不过它们需要非常高的电压(大约 10 千伏特)才能有效运转。一般来说,介电弹性体会被覆盖在绝缘层中,但是这种机器人可以在水下工作,所以研究人员能够将所有绝缘层都浸没在水下,依靠水作为电极和电厂。

当然,这个软体机器人设计还有其他几个原因值得注意。首先,它几乎是完全透明的,身体、翅翼、尾巴和弹性体肌肉都是完全透视。所以,当你添加不受限制操作时所需要的电子元件和电池时,运动效果可能会不太尽如人意,但事实上,这个软体机器人体内可以自身包含所有可支持其运动的设备,包括一个 450-mAh、3.7 伏的电池,能够确保它以每秒 1.1 里面的速度在水中游动 3 小时 15 分钟。不仅如此,这个软体机器人身上甚至还可以搭载一个微型摄像头,其最高运动速度可以达到每秒 6.4 厘米,而且能够在高于冰点低于 75 摄氏度的水中毫无压力地畅游。

这个机器人的整体功率消耗,大致和一条虹鳟鱼相当,因为一条长约 25 厘米的虹鳟鱼如果以每秒 10 厘米的速度游动,需要消耗 0.03 瓦特的能量。当然,真正的虹鳟鱼游动的速度更快,但对于机器人而言,相对生物学效率显然要高得多。现阶段,研究人员还不知道这种机器人能够有哪些具体的实际应用,所以目前它应该还是一种原理性的概念技术,或许在下一代机器人身上能够看到更多实际应用。

浙江大学的T. Li, G. Li, Y. Liang, T. Cheng, J. Dai, X. Yang, B. Liu, Z. Zeng, Z. Huang, Y. Luo, T. Xie, and W. Yang 在 Science Advances 网站上发表了文章——“快速移动的软体电子鱼”。

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责任编辑:guorenxian
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