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依靠表面張力及異丙醇運動的機器人水黽
來源：cnBeta 瀏覽 2107 次 發(fā)布時間:2021-11-08
你可能認(rèn)為水黽昆蟲只是通過擺動它們的腿在水面上移動，但實際上它們利用的是所謂的馬拉戈尼效應(yīng)。科學(xué)家們現(xiàn)在已經(jīng)在一個微小的、無聲的水黽機器人中利用了這種現(xiàn)象。馬拉戈尼效應(yīng)被定義為由于表面張力的梯度而沿著兩種液體之間的界面進行的質(zhì)量轉(zhuǎn)移。
水黽通過分泌稱為脂質(zhì)的不溶于水的化合物來利用它，以此來創(chuàng)造一種表面張力的不平衡，然后拉動它們前進。在Hassan Masoud助理教授的領(lǐng)導(dǎo)下，密歇根技術(shù)大學(xué)的一個團隊建造了一個小型機器人以同樣的方式工作。
該裝置被放置在了一組并排的浮橋上。不過，它沒有使用脂質(zhì)來推進，而是通過控制異丙醇的釋放來創(chuàng)造表面張力的不平衡。
這些液體被裝在機器人的圓柱形身體里并從后面的水平旋轉(zhuǎn)噴嘴中噴出。通過遠程控制該噴嘴的方向，研究人員可以實時引導(dǎo)機器人。它的速度是通過改變酒精的流速來控制的。
在該機器人目前的化身中，它的最高速度約為每秒100毫米，每毫升異丙醇的燃料效率約為600毫米?？茖W(xué)家們正在努力改善這兩個數(shù)字，希望該技術(shù)有朝一日能在如野生動物觀察或難以進入的地點的環(huán)境監(jiān)測等應(yīng)用中找到用途，甚至有可能自主的機器人“群”可以共同完成此類任務(wù)。
最近在《Bioinspiration&Biomimetics》上發(fā)表的一篇論文中描述了這種機器人，在下面的視頻中則可以看到它的行動。