據美國哈佛大學近日消息,該校研究人員研制出一種“水陸兩棲”的“移動微型機器人”(ambulatory microrobot,hamr),外形就像“機器蟑螂”,可在陸地上行走,在水面游泳,必要時還能在水下行走。這種設計為小型機器人找到了新的用武之地。
兩棲“機器蟑螂”可探索水下環(huán)境
研究人員解釋,hamr使用“多功能腳墊”,能依靠液體表面張力產生的浮力在水面游泳,更重要的是,還能在必要時,通過施加電壓破開水面潛入水下。其整個機身覆蓋特殊防水涂層,可避免在水下發(fā)生電路短路。
hamr還有4對不對稱襟翼,利用襟翼和周圍水之間的不穩(wěn)定的相互作用,能產生類似于潛水甲蟲的游泳步態(tài),這使其可以有效地向前游泳和轉彎。此外,在水面上移動還使其能躲避水下障礙物,并減少阻力。
研究發(fā)表于《自然·通信》雜志。論文作者、哈佛大學約翰·保爾森工程和應用科學學院(seas)博士后研究員凱文·陳說:“這項研究表明,微機器人可以利用小規(guī)模物理學——在這種情況下是表面張力——來執(zhí)行對大型機器人來說挑戰(zhàn)性的任務。”
該機器人的重量相當于一枚曲別針,只有約1.65克,能攜帶1.44克的額外載荷,而且能以高達10赫茲的頻率讓其腿滑動。研究人員指出,機器人的大小對性能至關重要,如果太大,它可能很難浮在水面上;如果太小,它又難以產生足夠力量來破壞水面張力(潛入水下)。
在水下環(huán)境中,hamr展現(xiàn)出與陸地上同樣優(yōu)越的移動能力。不過,它仍有不足之處,比如潛入水下后,只能依賴水底的斜坡慢慢爬回地面。研究人員下一步將重點解決hamr的出水問題,希望為其找到一種無需坡道也能返回陸地的方法,可能采用沖動跳躍機制等。
(原標題:兩棲“機器蟑螂”可探索水下環(huán)境)