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合成血管系统问世,为软体机器人供能人造“血

科技日报记者  张梦然

合成血管系统问世,为软体机器人供能人造“血


组装好的柔软机器鱼,灰色区域为流电池和储存器。(来源:《自然》网站)

英国《自然》杂志19日发表了一项工程学最新突破:美国团队研制出一种液压液组成的人工合成血管(人造循环)系统,可以通过机械传动和电力驱动的方式为软体机器人提供动力。在对该系统的测试中,一个软体的机器狮子鱼能够逆流游动,拍动胸鳍。

科学家们对机器人动力和运动之间的关系与平衡进行过深入研究。目前的机器人一般由执行特定任务、相互独立的系统组成。例如,一种材料可能只具有电池的功能,但这也意味着升级系统需要添加额外的电池组,这不但会增加机器人自重,维持其性能可能还需要进行一番改进。解决该问题的一种方法,是使用具有多功能的电池。

美国康奈尔大学研究人员罗伯特·谢泼德及其同事认为,机器人内部用于传递动力的液压液,应该还具有储存能量的潜力。研究团队让含有液体电解质的碘化锌液流电池互联,制成了一种人工合成血管系统,并将其嵌入仿狮子鱼的机器鱼体内。

这种液体会在机器鱼的周身循环,通过电化学反应驱动机器鱼内部搭载的泵和电子器件。与此同时,液体的泵送还能向鱼鳍传递机械功,帮助机器鱼游泳。

在测试中,这条机器鱼能以每分钟大于1.5倍体长的速度长时间逆流游动,其理论最长续航能力为36小时以上。研究人员表示,这一技术成果将帮助提升未来机器人设计的能量储存、效率和自主性。

合成血管系统问世,为软体机器人供能人造“血


机械鱼拆卸图(来源:《自然》网站)

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科学家们对机器人动力和运动之间的关系与平衡,进行过深入研究。这不但是所有类型机器人发展过程中不可逾越的环节,更在一定程度上促进了机器人研究的步伐。此前科学家曾尝试过利用仿生学和气动力,让软体机器人进行缓慢而微妙的移动,但就性能与自主性来讲,与此次不可同日而语。通过周身循环液压液而促使机器鱼游动,的确可算是工程学的一大进步。

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