两栖“机器蟑螂”可探索水下环境

2018-07-06 08:35

据美国哈佛大学官网近日消息，该校研究人员研制出一种“水陆两栖”的“移动微型机器人”（Ambulatory Microrobot，HAMR），外形就像“机器蟑螂”，可在陆地上行走，在水面游泳，必要时还能在水下行走。这种设计为小型机器人找到了新的用武之地。

研究人员解释，HAMR使用“多功能脚垫”，能依靠液体表面张力产生的浮力在水面游泳，更重要的是，还能在必要时，通过施加电压破开水面潜入水下。其整个机身覆盖特殊防水涂层，可避免在水下发生电路短路。

HAMR还有4对不对称襟翼，利用襟翼和周围水之间的不稳定的相互作用，能产生类似于潜水甲虫的游泳步态，这使其可以有效地向前游泳和转弯。此外，在水面上移动还使其能躲避水下障碍物，并减少阻力。

研究发表于《自然·通信》杂志。论文第一作者、哈佛大学约翰·保尔森工程和应用科学学院（SEAS）博士后研究员凯文·陈说：“这项研究表明，微机器人可以利用小规模物理学——在这种情况下是表面张力——来执行对大型机器人来说极具挑战性的任务。”

该机器人的重量相当于一枚曲别针，只有约1.65克，能携带1.44克的额外载荷，而且能以高达10赫兹的频率让其腿滑动。研究人员指出，机器人的大小对性能至关重要，如果太大，它可能很难浮在水面上；如果太小，它又难以产生足够力量来破坏水面张力（潜入水下）。

在水下环境中，HAMR展现出与陆地上同样优越的移动能力。不过，它仍有不足之处，比如潜入水下后，只能依赖水底的斜坡慢慢爬回地面。研究人员下一步将重点解决HAMR的出水问题，希望为其找到一种无需坡道也能返回陆地的方法，可能采用冲动跳跃机制等。

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