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    可檢測水中石油泄漏和高酸度情況的“蜻蜓機器人”

    放大字體  縮小字體 發布日期:2021-03-31  來源:cnBeta.COM  瀏覽次數:91
    核心提示:據外媒New Atlas報道,從受樹懶啟發而緩慢移動的機器人,到從水中沖出、像飛魚一樣在空中翱翔的機器人,模仿現實世界生物行為的機

    據外媒New Atlas報道,從受樹懶啟發而緩慢移動的機器人,到從水中沖出、像飛魚一樣在空中翱翔的機器人,模仿現實世界生物行為的機器人在環境監測方面具有令人興奮的潛力。杜克大學的一個新作品是另一個有趣的例子,其開發的DraBot機器人可效仿蜻蜓在水面上滑行,檢查是否有漏油、高酸度和其他異常情況,而且不需要攜帶任何電子設備。

    這款軟體機器人長度僅為2.25英寸(5.7厘米),它的特點是內部微通道網絡與柔性硅管相連,將空氣泵入其翅膀,通過后部的孔洞逸出,推動機器人在水中航行?沙錃獾膱绦衅骺梢杂脕斫档瓦@些后翼,在這種情況下,氣流被阻斷,DraBot保持靜止。通過這種方式,該團隊可以控制哪個翅膀上升和下降,從而控制機器人的行進方向。

    可檢測水中石油泄漏和高酸度情況的“蜻蜓機器人”

    “讓DraBot在沒有任何電子裝置的情況下,僅使用自致動器對長距離的氣壓控制做出反應是很困難的,”團隊成員Ung Hyun Ko說!斑@絕對是最具挑戰性的部分!

    為了配合他們的新機器人進行環境監測,該團隊轉向了他們在早期研究項目中創造的一種自愈性水凝膠。這種材料通過在自身內部形成新的鍵來響應酸度的變化,然后在pH值恢復到正常水平時逆轉。該團隊在DraBot的兩個翅膀上涂上了水凝膠,當它進入高酸性水中時,會使一個前翼和一個后翼融合在一起。這意味著,當DraBot遇到較高的pH值時,它會轉圈而不是直線移動。當這些pH值恢復正常時,融合后的翅膀就會分離,DraBot就可以再次被正確控制。

    該團隊還在DraBot中加入了海綿,并在它的翅膀上摻雜了溫度反應材料。當它在水中移動,遇到水面上的油污時,海綿會吸收油污,并改變顏色。當水溫異常高時,翅膀會由紅色變成黃色。這可以讓DraBot在水面上掠過,既可以檢測和清理溢油,也可以通過水溫的變化發現珊瑚礁白化或藻類大量繁殖的跡象。同時,高pH值也能揭示出對包括珊瑚礁在內的海洋生物構成威脅的酸化水域。

    該團隊希望對DraBot進行一系列改進:例如給它裝上機載推進劑,同時,團隊還想象著增加攝像頭和傳感器,以進一步擴大其環境監測能力。

    “與其使用氣壓來控制翅膀,我可以設想使用某種合成生物來產生能量,”團隊成員Shyni Varghese說,“這與我所從事的領域完全不同,所以我們必須與一些潛在的合作者進行對話,看看有什么可能。但這也是在這樣一個跨學科項目中工作的樂趣之一!

    這項研究發表在《先進智能系統》雜志上。

     
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