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受珊瑚虫启发,科学家研发出新型水上垃圾清理机器人

来源 : www.fanchengrobot.com   发布时间 : 2020/7/16 15:22:00

据外媒报道,荷兰埃因霍芬理工大学的研究人员受海洋微生物珊瑚虫的启发,研发出一种由磁铁和光驱动厘米级机器人。由于能够在水下抓取和释放物体,该团队想象了其新机器的一系列应用,包括用触手收集污染物,甚至捕捉细胞作为生物医学的工具。


这款无线水生机器人的灵感来自于珊瑚虫,这是一种小而柔软的生物体,它们以巨大的数量联合在一起,最终形成珊瑚礁。这些小动物的特点是,中心的茎部会做特定的运动,产生小电流,进而吸引食物颗粒,让它们的触手抓住。在这一点上,研究人员看到了一些有趣的可能性。


“我的灵感来自于这些珊瑚虫的运动,特别是它们通过自制电流与环境互动的能力,”研究作者Marina Pilz Da Cunha解释说。Pilz Da Cunha和她的团队通过从一个在下方旋转磁铁影响下移动的茎开始,使其能够在周围的水中产生电流来重现这一点。这具有吸引水中污染物颗粒的效果,这时由光激活的触手接管。


这些触手由光机械聚合物材料制成,能对不同波长的光做出反应。当受到紫外线照射时,触手会做出 “抓取 ”的反应,而蓝光则会使它们 “释放”。总的来说,这就形成了一个长一厘米的软性机器人,可以通过磁铁和光来抓取水下的小物体。


“将两种不同的刺激结合起来是很罕见的,因为它需要精致的材料准备和组装,但它对于创建无束缚的机器人来说是有趣的,因为它允许进行复杂的形状变化和任务,”Pilz Da Cunha解释说。


在一次实验中,该团队通过让机器人从水样中捕捉油滴,展示了其受珊瑚虫启发的机器人的能力。作为额外的一层功能,还可以使机器人保持一种新的形状,例如 "抓取 "状态,直到它暴露在正确的光线下。“这有助于控制抓取臂;一旦有东西被抓取,机器人就可以一直保持着它,直到再次被光刺激才会释放它。”Pilz Da Cunha说。


对于下一步,该团队正在努力生产一支由其小型机器人组成的队伍,这些机器人有可能一起工作来运输粒子,其中一个机器人将它们传递给下一个机器人。再往后,该团队设想将它们用于捕捉和运输特定细胞,作为先进诊断设备的一部分。相关研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

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