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2021年03月02日
第C04版:科技
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新型水母機械人面世

無纜軟體機械人

研究人員以水母碟狀幼體為靈感

高效水母機械人可以修復受損珊瑚

新型水母機械人面世

德國研究團隊日前發佈一種以水母碟狀幼體為靈感的無纜軟體機械人,它僅有幾毫米大小,卻具備運輸和鑽挖等多種功能。

研究表明,該款機械人能夠操控其周圍的水流動,完成一系列任務。在外界高度關注這款毫米級機械人之時,英國愛丁堡大學和南安普頓大學研發團隊亦於近期發佈相關消息稱,研究人員借助魷魚,水母和章魚等生物體無骨胳的獨特生物結構優勢,開發以這些生物作為水下勘探的新型機械人。

愛丁堡大學研究人員稱,新型機械人由一個橡膠頭和八個觸手組成,形似魷魚,由3D打印機創建,並使用小型但功能強大的水射流基於共振系統自行推進。機械人上半身處有一個小型活塞,這個活塞衝撞推進鐘,使其膨脹,然後反覆彈回原形,產生流體噴射,推動機械人在水中游動。這模仿了水母使用的游泳技術,當以適當的頻率敲擊鈴鐺時,機械人能夠以每秒一個體長的速度游動。

研究人員指出,該機械人是“第一個體現共振技術優勢的潛水器”。它的自推進系統以活塞為中心,該活塞撞擊頭部和觸手的接合處。當活塞以理想的頻率命中時,即觸發組件的自然共振,機械人可以用很少的能量噴射大量的水流。由於這項技術,水母機械人可以比典型的由螺旋槳驅動的小型水下航行器高十倍的效率推進自身。高效的性能與機械人柔軟的外殼相結合,能讓其以完美的狀態在敏感的水域裡工作,如珊瑚礁,考古遺址,甚至是在擁擠的開放水域。

研究人員還特別介紹稱,由於以上特性,該機械人可以代替潛水員,執行對水下過於棘手的任務,例如將修復性物質施加到受損的珊瑚上。目前,儘管這項機械人的新技術已在坦克中進行測試,但尚未在海洋中的實際條件下使用。研究團隊希望使用該概念來組裝“一種能夠感知並導航在相關環境且可操縱和自主的水下裝置。”

研究人員指出,未來此類機械人可廣泛運用於救援、海上運輸、水質監測、水下勘探等,而在通過現代工程技術製備微生物菌體的過程中,以及醫療健康領域的靶向藥物遞送或微創手術中,尺寸更小的游泳機械人將發揮巨大價值。同時,研究人員認為這種機械人對生物領域也有一定幫助——其可用作模型系統,幫助理解環境中的變化如何影響水母碟狀幼體的生存等相關問題。

多 姿

2021-03-02 多 姿 1 1 澳门日报 content_104070.html 1 新型水母機械人面世 /enpproperty-->