以珊瑚虫为原型的水中作业机器人开发

以珊瑚虫为原型的水中作业机器人开发

• 来源:网络
• 更新日期:2020-07-22

摘要：作者：DIGITIMES涂翠珊荷兰恩荷芬理工大学(Eindhoven University of Technology)科学家以珊瑚虫为灵感，利用反应性聚合物开发出一款可在水下无线作业的小型机器人。这款机器人

作者：DIGITIMES涂翠珊

荷兰恩荷芬理工大学(Eindhoven University of Technology)科学家以珊瑚虫为灵感，利用反应性聚合物开发出一款可在水下无线作业的小型机器人。这款机器人能以光与磁性控制，吸引并捕捉水中的污染分子，或是收集样品供仪器分析。

珊瑚虫能透过自行制造的水流与周围环境互动，TU/e博士候选人Marina Pilz Da Cunha便是受到这项习性启发，研发出一款能对磁力与光产生反应，长宽各1公分的无线水下机器人。

研究团队稍早前曾开发出一款陆上机器人，由于陆上机器人是透过光热效应触发动作，一旦进入水中，光热消散，机器人便无法运作。因此研发团队在打造水下机器人时，使用了一种光机械聚合物，可直接对光产生反应，而不再依赖光产生的热。

这种光机械聚合物的分子在被光启动后，还能维持新的形态，而不像光热材料在光消失后会马上恢复原形，因此有助于触手夹爪的操作。机器人一旦抓到东西，就能留在夹爪中，等到再次被光启动时再放开。

机器人触手会对不同波长的光产生不一样的反应。例如，在紫外光下触手会抓取东西，在蓝光下则会放开触手。

开发团队也在机器人下方安装了会旋转的磁铁，让触手枝干能透过磁力移动，并借此产生水流吸引周围的分子接近触手。

触手的位置对水流也会产生影响，因此开发团队借由计算机模拟尝试不同的触手位置，并找出了能让枝干正确移动的方式。

这款水下机器人的另一项优势，在于其可以无视周遭液体成分运作，不论是在咸水或有污染物的水中，都能保持一致。目前水下机器人常用的刺激反应材料，是对环境相当敏感的水凝胶，因此在受污染的水中会产生不同的行为模式。

接下来Pilz Da Cunha计划结合一群机器人，以接力的方式完成粒子的运输。此外，会游泳的机器人也在计划清单。在此之前，开发人员需先对不同波长的光做更深入的研究。目前使用的紫外光可能伤害机器人，减少机器人的耐用度，因此研发团队希望能开发出一款不需以紫外光作为刺激的机器人。