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《科学》子刊:喝“假酒”,干重活的机器人来了


 
2020-8-21 10:36:08


  机器人通常使用电池或插座供电,但一款名为“RoBeetle”的机器人却有点不同。这种和昆虫一般大小的微型机器人,重量不足 1 克,却能拖运自身重量 2.6 倍的物体。最特别的是,它是依靠甲醇来供能的。

  甲醇是一种常见于溶剂和防冻剂中的有机化合物(假酒伤人的成分之一)。像甲醇这样的液体燃料,每单位体积所提供的能量会比电池更多,这就意味着甲醇驱动的微型机器人不再需要附加外部电源,比如电线、电磁场。从理论上讲,这种机器人比电力驱动的同类拥有更多的自主权,同时又能保持很小的尺寸。

  在最新一期的《科学·机器人》中,来自南加州大学的研究者向公众介绍了这款名为“RoBeetle”的机器人。他们设计了可以像真实物体一般收缩和放松的微型人造肌肉,并且使用覆盖有铂粉的镍钛合金线加快甲醇蒸汽的燃烧。这一过程产生的热量会导致机器人腿部的电线缩短,待冷却后重新伸展,以此驱动 RoBeetle 的运动。

  RoBeetle 重量仅有 88 毫克,能够拖运自身重量 2.6 倍的物体。它可以额外携带 95 毫克的燃料,续航时间长达 2 个小时。RoBeetle 拥有爬坡技能,并且可以在不同纹理的表面行进,包括玻璃、泡沫睡垫、混凝土人行道。

  在未来的研究中,研究者需要进一步探索如何实现机器人的燃料添加功能,从而在更长的时间内持续供能。此外,如果能够对 RoBeetle 进行编程并实现与操作者通信,那么这款机器人还能用于人工授粉或协助手术等更多场景。

  论文链接:https://robotics.sciencemag.org/content/5/45/eaba0015

  RoBeetle 技术详解

  用于微型机器人驱动的催化人造肌肉

  为了创建能够驱动昆虫大小爬虫机器人的 2H 微致动器,研究者将燃料的 HEDs(下图 1A)和 SMAs 的 HWDs(下图 1B)结合起来。

图 1:实现微致动的能量源和致动方法。

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