哈佛机器人,学会了轻功水上漂

郭一璞 发自 凹非寺 量子位 报道 | 公众号 QbitAI

水上漂?

就是古装武侠剧里,演员吊威亚来假装在水面上行走的轻功么?

不不不,我们说的是不用被空中的绳子牵着,自己就可以在水面上走的机器人。

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院的HAMR(哈佛动态微型机器人)团队就研发了这样一个会水上漂的机器人。除了水上漂,它还可以自己潜入水底,潜水行走,也可以在没有水的地面上行走。

可以说,是个陆地/水面/水底三栖机器人了。

视频内容

水上漂

水上漂的体重只有1.6克,它的原型是水黾——漂浮在池塘水面上的昆虫。

水黾体型轻盈,借助水的表面张力,它的足部具有超强的疏水特性,可以让自己长期停留在水上,还能飞快的移动进行捕猎。

哈佛的这个水上漂机器人和水黾一样,也是依靠水的表面张力,让自己能漂浮在水上。

EWP就是电湿润垫,Flap即为被动襟翼

它长了4只“脚”,每只“脚”的上半部分是一块特殊的部件“电湿润垫”,可以通过调节电压改变自身的湿润性,能浮在水上,也能沉入水下。

而电湿润垫的下面,则是一对被动襟翼,它在机器人行走的前方闭合、后方张开,像划船的桨一样,推动机器人在水上前行。

当机器人在水上漂浮时,电湿润垫飘在水上,被动襟翼负责在水下“划桨”,于是,水上漂的功能就这样实现了。

水下趟

除了水上漂之外,这个机器人还可以把自己沉入水底,来躲避水面上的漂浮物。

前面说过,这个机器人可以通过调节电压来控制湿润性,影响亲水/疏水特性。

所以,当这个机器人需要沉到水下时,只要改变电压,让它变得更加亲水,电湿润垫侧面竖起来的部分就会亲水,导致水面没过平放的部分,电湿润垫沉下去,整个机器人也随之沉下去,变为潜水的运动状态。

不过,在水下潜水工作时,为了避免短路,研究人员往机器人身上涂了聚对二甲苯,一种经常用作薄膜和涂层的绝缘材料。

地上跑

其实,这台水上漂机器人已经是哈佛HAMR团队的第二代作品了。

在学会水上漂之前,这个机器人的“祖先”可以在陆地上行走,它体重2.8克,有两三个硬币那么长。

它以蟑螂为灵感设计,能以每秒钟10个自己身长的速度移动,换算成人类的话,大概秒速17米左右,几乎是在百米冲刺了。

不过,这个祖先比水上漂后台有一点优势:不需要栓绳子,自己就可以在石板路上愉快的奔跑了。

不过,它需要人工控制,还不会自动驾驶。

研发这台机器人的博士后研究员Kevin Chen介绍,未来,它可以用来在地震海啸等自然灾害后参与救援工作。陈博士预测,5~10年内,这个机器人可以实现商业化。

论文传送门

有兴趣的同学可以研究它的论文: Controllable water surface to underwater transition through electrowetting in a hybrid terrestrial-aquatic microrobot 作者:Yufeng Chen, Neel Doshi, Benjamin Goldberg, Hongqiang Wang & Robert J. Wood 链接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-04855-9

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原始发表时间:2018-07-10

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