顶刊封面!落叶为创意的软体机器人在水下翩然起舞保护海洋环境

发布时间:2022-01-21 06:34:29 | 作者:环球体育靠谱吗


  还真有科学家在“树叶在空中飘动而坠落”中罗致创意,开发了一款软体机器人,还登上了机器人尖端期刊《SCIENCE ROBOTICS》的封面!

  这款机器人被称为“Swimming Leaf”,(下称“树叶”),由韩国首尔国立大学机械工程系的研讨小组开发,可以自主游水,向下游动时就和树叶飘落如出一辙。

  还具有整合探究和保护海洋环境所需的各种功用的潜力,比方捡起水底的塑料废物。

  要想规划一款会游水的树叶机器人,就要先搞清楚落叶飘落时的运动动力学问题。

  研讨人员发现,树叶上有要害的9个质量点,每个点上的点质量会在质心和浮力之间形成偏移,然后产生与环境耦合的内部扭矩,便是咱们平常看到的树叶“摇摇晃晃”飘落下来。

  树叶飘落的要害之处在于,这种运动高度依赖于树叶上的密度散布,并且在水下环境中作用会进一步扩大。

  研讨人员将一层薄薄的软复合材料制成叶片,在叶片上附上了一个“浮力皮肤”驱动器,由充溢液体的弹性体(称为“肌肉”)和柔软的电子电路组成,将电路加热到必定程度时,内部液领会产生接连的剧烈体积改动然后改动其密度,密度变了,则浮力也会产生改动。

  电子电路上有不同的三个激活位点,经过操控热量施加的方位点,可以操控不同点位上的浮力,然后完成两种运动步态:

  这种密度散布操控技能无需运用螺旋桨或其他推力设备,也无需大幅改动物体的形状,就可以经过的恣意结构移动到所需方位,不只让薄薄的“树叶”动起来,连花盆也不在话下。

  研讨人员称,它具有探究和保护海洋环境的具大潜力,可以从小到一毫米的大小到几米乃至更大的大面积广泛运用。

  为了证明这种可能性,研讨人员做了一个试验,结合折纸规划展现了大面积的水面除油污功用。

  把机器人放在一个小水箱中,这儿它不是以“树叶”的方法,而是利用了超疏水-超亲油吸附片制作了一个自打开折纸结构,下水后几秒钟就可打开。

  研讨人员表明,自然产生的湍流也是考虑实践运动的必要要素,但事实上,他们还未处理湍流对机器人游起来的负面影响,因而还要进一步研讨对活动水中的运动操控。

  但这并不影响“树叶”敞开了水下软体机器人的新方法和新功用,因为“树叶”轻盈和较大的表面积特性,它而简单遭到电流影响,可以以十分节能的方法长距离行进。