两栖机器蟑螂社会中的水下探索者
我了解到,美国哈佛大学的研究人员最近研发了一种名为“移动微型机器人”(Ambulatory Microrobot,HAMR)的水陆两栖机器人,它外形酷似蟑螂,不仅能在陆地上行走和水面上游泳,还能够在必要时潜入水下。这种设计为小型机器人的应用提供了新的可能性。
据报道,这款HAMR利用多功能脚垫,可以利用液体表面的张力浮在水面上,并且能够通过施加电压破开表面进入水下。其整个身体被特殊防水涂层覆盖,以防止在水下发生电路短路。
HAMR拥有4对不对称的襟翼,借助于襟翼与周围水之间不稳定的相互作用,可以模拟潜水甲虫的游泳方式,从而有效地前进和转弯。此外,当它在水面移动时,也能避开障碍物并减少阻力。
这项研究已经发表在《自然·通信》杂志上,其中论文第一作者、哈佛大学约翰·保尔森工程和应用科学学院博士后研究员凯文·陈表示:“这项研究证明了微型机器可以利用小规模物理学——比如表面张力——来执行那些对大型机器来说极具挑战性的任务。”
尽管这个微型机器人的重量只有约1.65克,但它却能携带额外1.44克的载荷,并且可以以每秒10赫兹的频率让腿部滑动。这意味着大小对于性能至关重要,如果太大,它可能难以浮起;如果太小,它又无法产生足够力量破坏表面的张力从而潜入。
虽然HAMR在地下环境中展现出与陆地相同水平的移动能力,但仍存在不足之处,比如需要依靠斜坡慢慢爬回地面。未来研究将重点解决这一问题,希望找到一种无需斜坡也能返回陆地的手段,如采用冲击跳跃等技术。