光动力软机器人可以吸收漏油

光动力软机器人可以吸收漏油
Neusbot 在开阔水域的演示图,由上方供电。图片来源:Zheiwei Li/UCR

在加州大学河滨分校设计的漂浮的机器人薄膜可以被训练来收集海上漏油或去除饮用水中的污染物。

该薄膜以光为动力,以水为燃料,可以无限期地部署到清洁偏远地区,在这些地区,通过其他方式充电很困难。

“我们的动机是让软机器人具有可持续性,并能够自行适应环境的变化。如果使用阳光作为动力,这台机器是可持续的,不需要额外的能源,”UCR 化学家李志伟说。“这部电影也可以重复使用。”

研究人员将这部电影称为 Neusbot,neuston 是一种包括水黾在内的动物。这些昆虫以脉动的方式穿越湖泊和缓慢移动的溪流表面,就像科学家们使用 Neusbot 能够实现的那样,它可以在任何水体上移动。

虽然其他科学家已经创造了对光作出反应而弯曲的薄膜,但他们还没有能够产生 Neusbot 能够实现的可调节的机械振动。这种类型的运动是控制机器人并让它在您想要的时间和地点发挥作用的关键。

这一成就的技术细节在一篇新的科学机器人论文中进行了描述。

“利用光来实现这种可控运动的方法并不多。我们用表现得像蒸汽机的三层薄膜解决了这个问题,”李志伟解释说。

光动力软机器人可以吸收漏油
显示 Neusbot 弯曲过程的叠加图像。图片来源:Zheiwei Li/UCR

沸水产生的蒸汽为早期火车的运动提供动力。为 Neusbot 供电的原理与此类似,只是以光作为电源。薄膜的中间层是多孔的,可以容纳水以及氧化铁和铜纳米棒。纳米棒将光能转化为热能,使水蒸发并推动水面的脉冲运动。

Neusbot 的底层是疏水的,因此即使海浪淹没了薄膜,它也会浮回水面。此外,纳米材料可以承受高盐浓度而不会损坏。“我对它们在高盐环境下的稳定性充满信心,”李说。

Li 和 UCR 化学教授 Yadong Yin 专门研究用纳米材料制造机器人。他们通过改变光源的角度来控制 Neusbot 的方向。仅由太阳提供动力,机器人将简单地向前移动。通过额外的光源,他们可以控制 Neusbot 游泳和清洁的位置。

Neusbot 的当前版本只有三层。研究团队希望测试未来版本的第四层可以吸收油,或者可以吸收其他化学物质。

“通常情况下,人们会派船只到漏油现场进行手工清洁。Neusbot 可以像机器人吸尘器一样完成这项工作,但在水面上,”李说。

他们还想尝试更精确地控制其振荡模式,并赋予其进行更复杂运动的能力。

“我们想证明这些机器人可以做很多以前版本没有做到的事情,”他说。

本文为作者 已诺 独立观点,并不代表 我是CIO 立场。

发表评论

登录后才能评论