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凭据英国杂志《通讯质料》24日揭晓的一项新的机械人研究,一组欧洲科学家讲述开发了一种新型磁力驱动的高速软机械人。该机械人可以快速行走、游泳、漂浮和捕捉活体苍蝇,将在生物组织工程和生物力学领域获得广泛应用。
对于自然界的生物来说,高速动作对于捕猎、逃跑、航行都是异常重要的。这对软机械人也很有用,由于它使机械人能够捕捉快速移动的物体,并对周围的动态环境做出快速反应。
然而,在机械人上复制这种高速动作是异常具有挑战性的。电动机可以在“硬件”机械人上模拟这种行为,然则使用了一些基于塑料或橡胶的廉价简朴的机械人系统。
这一次,德国德累斯顿罗森多夫研究中心的科学家丹尼斯·马卡罗夫(Dennismakarov)和奥地利约翰·开普勒林茨大学的马丁·卡尔滕博纳(MartinKartenbona)及其同事展示了磁驱动高速软机械人的设计原理、质料和制造历程。它们在机械人体内嵌入细小的磁铁,对磁场做出快速反应,这样机械人就可以凭据它们特定的形状移动。在演示中,机械人可以高速行走、游泳、漂浮和捕捉活苍蝇。好比一个花形机械人在触发陷阱后捉住一只苍蝇,然后在磁力的驱动下张开八条手臂释放;一个三角形的机械人可以快速的自我卷曲,在空中向前行走;六足机械人可以抓取、运输和释放非磁性物体。模拟蝠鲼形状的机械人可以带着物品在水中游泳;放置在透明玻璃管中的四臂机械人,在3.7mT磁场的作用下可以漂浮。
研究人员示意,这种设计已经达到了软机械人迄今为止报道的比能量密度,这对于在低磁场中高速行驶至关重要。
这种机械人能够快速顺应种种环境条件,在有限的环境中引发生物医学潜能,并可以作为模子系统,开发出受大自然启发的庞大动作。同时,这些机械人还可以用于生物组织工程——作为更大机械人系统的一个组成部分,或者可以用于研究高速运动生物的生物力学响应。