仿生微型机器人跳着“霹雳舞”就卸了货
2020-12-11
据最新一期《科学机器人》报道,美国西北大学的研究人员开发出首个类似于生命的材料,可以充当软机器人。它能以人类的速度行走,捡起物体并将其运输到新的位置,甚至还可以跳“霹雳舞”来释放颗粒物。
该机器人类似于四足章鱼,在充满水的水箱内运行,非常适合在水生环境中使用。这个厘米大小的机器人按重量计有将近90%的水,无需复杂的硬件、液压或电力装置即可移动。机器人由光激活并沿外部旋转磁场的方向行进。机器人能以人类的速度(大约每秒一步)行走,并对磁场进行响应,从而使这些材料能遵循特定的轨迹。
传统机器人通常具有大量硬件和电子设备,无法与包括人类在内的软结构进行安全交互。新研究设计了具有分子智能的软材料,使其能够像其他传统机器人一样工作,并在水下或地下的狭小空间中发挥特殊作用。
通过耦合对光和磁场的响应,研究人员设计的机器人还可以拾取“货物”,并通过步行或滚动将其运送到目的地。机器人通过颠倒其形状或执行旋转的“霹雳舞”来移动,将货物放置在新位置。
机器人精确运动和敏捷性的秘诀在于其充满水的结构以及嵌入式骨架。柔软的组件是一种分子设计的网络,其各个部分可使其对光作出反应,在其内部保持或排出水,并具有适当的刚度以快速响应磁场。
西北大学研究小组使用化学合成方法对水凝胶中的分子进行编程,以对光作出反应。当暴露在光线下时,机器人的分子变成疏水性,导致水分子逸出。通过这种转换,机器人可以完成从弯曲到站起来活动等动作。研究发现,这种弯曲使材料能够快速响应旋转的磁场,从而激活其快速行走的能力。当灯熄灭时,分子会恢复为原始状态,并且机器人会变平,但是当LED提示时,它随时准备在磁场下进行新的活动周期。
当暴露于旋转磁场时,弯曲机器人中的嵌入式骨架会在软分子网络上施加循环力并激活腿部。通过将步行和转向运动结合在一起,研究人员对特定的磁场序列进行编程,就可实现对机器人的远程操作。这种可编程功能使研究人员能够通过复杂的路线引导机器人穿过狭窄的通道。
研究人员表示,编制微型机器人的运动可帮助催化不同的化学反应,然后产生有价值的产品。机器人还可进行分子设计,以识别并主动去除特定环境中不需要的颗粒,或者利用其机械运动将生物治疗剂或细胞精确地递送至特定组织。
更多科普新闻 ......
科技百科
科 普
- 兽医兽药
- 水下工程
- 税收制度
- 通信设备
- 统计公文
- 土木工程
- 维修电工
- 味精工业
- 文物鉴赏
- 物业电工
- 铣工计算
- 线损管理
- 鞋楦设计
- 烟草工业
- 盐业产品
- 冶金产品
- 液压技术
- 印刷科技
- 用电管理
- 油墨技术
- 轧钢技术
- 粘接技术
- 照明设计
- 制浆造纸
- 制冷空调
- 制盐工业
- 智能建筑
- 作文论据
- 《诗经》
- 白酒酿造
- 草莓栽培
- 初中地理
- 初中化学
- 初中历史
- 初中生物
- 初中数学
- 初中物理
- 初中英语
- 初中语文
- 初中作文
- 大豆栽培
- 动物免疫
- 番茄栽培
- 福寿财神
- 高中地理
- 高中化学
- 高中历史
- 高中生物
- 高中数学
- 高中物理
- 高中英语
- 高中语文
- 高中作文
- 谷子生产
- 光稳定剂
- 国宝春秋
- 果酒生产
- 焊接材料
- 河蟹养殖
- 核桃栽培
- 花卉栽培
- 黄瓜栽培
- 黄酒酿造
- 简明焊工
- 辣椒栽培
- 梨树栽培
- 林业育苗
- 笼养蛋鸡
- 绿色食品
- 绵羊饲养
- 名家信札
- 牧草贮制
- 奶牛养殖
- 农业科技
- 葡萄栽培
- 庆阳香包
- 全像八仙
- 全像关公
- 全像妈祖
- 肉羊饲养
- 如来佛祖
- 生活礼仪
- 生态农业
- 实用胶印
- 食品安全
- 食品发酵
- 兽医用药
- 树莓栽培
- 陶瓷花釉
- 甜瓜栽培
- 五金工具
- 西瓜栽培
- 小麦生产
- 烟草栽培
- 冶金选购
- 一地多收
- 樱桃栽培
- 油画修复
- 玉米栽培
- 园林绿化
- 月饼生产
- 杂粮栽培