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毫米级多功能水母机器人问世能操控水流完成一系列任务

2019-07-03 16:49 来源:科技日报

据英国《自然·通讯》杂志2日发表的一项工程学最新研究,德国科学家团队报告了一种以钵水母碟状幼体为灵感的无缆软体机器人,它仅有几毫米大小,却具备运输和钻挖等多种功能。研究表明,该机器人能够操控其周围的水流动,完成一系列任务。




游泳机器人具有生物医学和环境应用方面的潜力,而小型的游泳机器人,更是可以到达许多人类及常规器械无法触及的位置。虽然目前已问世的机器人中,也有能够游泳的微型机器人,但是随着机器人尺寸的不断下降,诸如复杂物体操控等高级功能仍是一项不小的挑战,因为这种机器人可以搭载的组件大小是受限的,导致其应用也有限。

此次,德国马克斯·普朗克智能系统研究所科学家迈庭·斯蒂及其同事,设计并制造了一种仅有几毫米大小的机器人,他们将一个磁性复合弹性体核(直径3毫米)与8个可弯曲的垂瓣连接在一起,施加振荡磁场后,这些垂瓣便会收缩再恢复,就像游泳的水母一样。

除了游泳,新研发的水母样机器人也能选择性地运输不同大小的球珠(模拟捕食)、钻入球珠中逃避捕食者或目标对象、混合不同的流体以及在其尾迹中生成一条化学路径。

未来此类机器人可广泛运用于救援、海上运输、水质监测、水下勘探等,而在通过现代工程技术制备微生物菌体的过程中,以及医疗健康领域的靶向药物递送或微创手术中,尺寸更小的游泳机器人将发挥巨大价值。同时,研究人员认为这种机器人对生物领域也有一定帮助——其可用作模型系统,帮助理解环境中的变化如何影响水母碟状幼体的生存。

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