工程人员实现让软体机器人运动的一种新方法

工程人员实现让软体机器人运动的一种新方法"毛毛虫的运动是由其身体的局部曲率控制的--当它把自己往前拉的时候，它的身体曲线与它把自己往后推的时候不同，"关于这项工作的一篇论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程系安德鲁-亚当斯特聘教授朱勇说。"我们从毛虫的生物力学中获得灵感，模仿这种局部曲率，并使用纳米线加热器来控制毛虫机器人的类似曲率和运动。朱说："设计能够在两个不同方向上移动的软体机器人是软体机器人技术的一个重大挑战。嵌入式纳米线加热器使我们能够以两种方式控制机器人的运动。我们可以通过控制软体机器人中的加热模式来控制机器人的哪些部分弯曲。而且我们可以通过控制施加的热量来控制这些部分弯曲的程度。"毛毛虫机器人由两层聚合物组成，它们在受热时反应不同。底层在受热时收缩，或者说收缩。顶层在受热时膨胀。一个银纳米线的图案被嵌入膨胀的聚合物层中。该图案包括研究人员可以施加电流的多个引线点。研究人员可以通过向不同的引出点施加电流来控制纳米线图案的哪些部分发热，并且可以通过施加更多或更少的电流来控制发热量。"我们证明了毛毛虫机器人能够将自己向前拉，并将自己向后推，"该论文的第一作者、北卡罗来纳州的博士后研究员ShuangWu说。"一般来说，应用的电流越大，它在任何一个方向上的移动速度就越快。然而，我们发现有一个最佳周期，它给了聚合物冷却的时间--有效地让'肌肉'在再次收缩之前放松。如果我们试图让毛毛虫机器人循环得太快，身体在再次收缩之前没有时间'放松'，这就损害了它的运动。"研究人员还证明，毛毛虫机器人的运动可以被控制，以至于用户能够将其引导到一个非常低的缝隙下--类似于引导机器人滑到门下。从本质上讲，研究人员可以控制向前和向后的运动，以及机器人在该过程中的任何一点向上弯曲的高度。"这种在软体机器人中驱动运动的方法是高度节能的，我们有兴趣探索如何使这个过程更加有效，"朱说。"接下来的其他步骤包括将这种软体机器人运动的方法与传感器或其他技术相结合，以用于各种应用--如搜索和救援设备。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358717.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1358717.htm

软体机器人可模仿毛毛虫挤过缝隙

软体机器人可模仿毛毛虫挤过缝隙它是以珍珠母蛾（Pleurotyaruralis）的毛虫为模型。与其他毛虫一样，该毛虫通过依次蜷缩其身体各部分来向前或向后移动--身体蜷缩的动作可以从前面到后面，也可以从后面到前面。而当毛虫使用其肌肉来这样做时，该机器人使用纳米线加热器来实现这一点。机器人的身体是由两层不同的聚合物堆积而成的--上面的聚合物受热后会膨胀，而下面的聚合物受热后会收缩。嵌入顶层的是一个银纳米线网络，沿机器人的长度方向有多个引出点。当电流施加在这些点中的任何一个时，该区域的纳米线就会加热，从而加热它们周围的聚合物。这导致机器人的身体仅在该区域向上弯曲。因此，通过依次对多个相邻的引出点施加电流，就有可能产生一条沿身体任何方向的曲线。该研究的第一作者、博士后研究员吴爽说："我们证明了毛毛虫机器人能够将自己向前拉并将自己向后推。一般来说，我们应用的电流越多，它在任何一个方向上的移动速度就越快。然而，我们发现有一个最佳周期，它给了聚合物冷却的时间--有效地让'肌肉'在再次收缩之前放松。"通过选择性地激活机器人前部和后部的纳米线加热器，研究人员能够将其移过一个30毫米（1.2英寸）长的、高度仅为3毫米的间隙。朱勇说："这种驱动软体机器人运动的方法是高度节能的，我们有兴趣探索如何使这一过程更加高效。接下来的其他步骤包括将这种软体机器人运动的方法与传感器或其他技术相结合，以用于各种应用--如搜索和救援设备。"这项研究在最近发表于《科学进展》杂志的一篇论文中进行了描述。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351047.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351047.htm

NASA研发的新型机器人无需充电即可自主探索海洋

NASA研发的新型机器人无需充电即可自主探索海洋Seatrec公司发明了一种新型水下机器人，理论上可以无限期地在海洋中漫游，而无需加油或充电。相反，它利用温度波动产生的动能来发电。该公司宣称，与传统水下机器人相比，该系统的优势在于可以消除海底的电池残骸。该系统类似于一个圆柱形浮标，它被恰当地称为"infiniTE浮标"。它依靠相变材料，在机器人下潜和浮出水面时在固态和液态之间交换。这种独特材料的熔点约为华氏50度（摄氏10度），介于华氏40度（摄氏4.4度）和华氏70度（摄氏21.1度）的海洋平均温度之间，因此非常适合这项工作。因此，当它潜入寒冷的深海时，一种基于石蜡的材料会凝固和收缩，迫使液压流体通过一个微型发电机为机器人的电池充电。当机器人驶向温度较高的表层水域时，这种材料会融化并膨胀，从而再次启动循环。Seatrec创始人兼首席执行官YiChao于2011年在美国国家航空航天局喷气推进实验室工作时首次提出了这一概念。经过十多年的研发，这家初创公司终于将无人机推向市场。机器人报告》指出，该公司还在向研究实验室、大学、政府机构和军方销售其首个用于潜水浮筒自充电的电源模块。这项技术将为海洋勘探和监测带来大量机会。首先，海洋学家可以绘制出约80%的海底地图，而这些地图仍是未知领域。Seatrec还利用原型机测量了海湾地区的飓风强度，对机器人进行了实地测试。该公司正在与南密西西比大学的罗杰-威克海洋企业中心（RogerF.WickerCenterforOceanEnterprise）合作，在墨西哥湾研究极度濒危的莱斯鲸。他们将部署两种版本的infiniTE漂浮系统，一种用于跟踪影响鲸鱼栖息地的温度等海洋条件，另一种则使用水听器倾听鲸鱼的声音。Chao预计，铺设海底电缆的电信公司、近海石油/天然气钻探公司、风力发电厂开发商、绘制海洋栖息地地图的环保组织以及需要监测海底设备和条件的公司等行业将对该系统产生强劲需求。展望未来，Seatrec表示计划下一步将水下滑翔机的相变动力商业化，然后是能够同时为多个机器人充电的高输出液-气能量采集系统。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435517.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435517.htm

NASA正在开发的蛇形机器人旨在土星卫星的冰冷海洋中寻找生命

NASA正在开发的蛇形机器人旨在土星卫星的冰冷海洋中寻找生命后者让蛇形机器人成为搜救队伍中一个引人注目的新成员，因为这种系统可以挤进人类和其他机器人无法挤进的地方。蛇形机器人的其他应用还包括管道工程，甚至医疗领域，其缩小版可以在管道和人体器官周围移动。美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPL）从不回避未来派机器人的应用，一直在探索如何利用这种坚固的外形来探测地外生命。研发工作仍处于早期阶段，目前设备正在陆地上进行测试，以模拟这些系统在脱离这块淡蓝色大理石的束缚后可能遇到的情况。这意味着需要大量的冰，因为美国国家航空航天局（NASA）的研究人员正计划把它送往土星又小又冷的卫星--土卫二（Enceladus）。卡西尼号21世纪的飞越发现了一个富含水的环境，使这颗冰雪覆盖的卫星成为太阳系生命的潜在候选者。最终的计划是利用蛇形机器人"外生界生命勘测器"（EELS）来探索月球地壳下的海洋，最终回答宇宙中的一个重大未解之谜。研究团队在本月的《科学机器人》（ScienceRobotics）杂志上发表的一篇文章中写道："它被设计成可以穿越海洋世界启发的地形、流化介质、封闭的迷宫环境和液体。土卫二是设计EELS硬件和软件架构及其移动性和自主能力的主要驱动力。我们一直使用冰川作为地球模拟冰环境来开发和测试其架构，以此作为迈向恩克拉多斯的垫脚石。"在这个项目中，JPL与亚利桑那州立大学、加州大学圣地亚哥分校和卡内基梅隆大学合作，后者在设计蛇形机器人方面有着悠久的历史。事实上，卡内基梅隆大学的衍生公司HEBIRobotics设计了该系统早期版本所使用的模块。CMU指出："在恩克拉多斯上，EELS可以沿着表面狭窄的间歇泉滑行，并在广阔的全球海洋中游泳，估计在南极有6英里深。EELS配备了风险意识规划、态势感知、运动规划和本体感觉控制功能，使其能够在远离地球和人类控制的情况下自主移动"。据美国国家航空航天局称，该系统重10万克，长4.4米。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425163.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425163.htm

微型机器人游入海洋 捕捉微塑料和细菌

微型机器人游入海洋捕捉微塑料和细菌访问：Saily-使用eSIM实现手机全球数据漫游安全可靠源自NordVPN观看它们成群结队下水工作的视频：据《ACSNano》杂志报道，研究人员制造出了微小的磁珠，它们能在受污染的水中成群飞舞，捕捉微塑料和细菌等污染物。微塑料的尺寸为5毫米或更小，这给塑料污染问题增添了另一个层面，因为动物可以吃这些微塑料，从而可能受到伤害，或将微粒带入食物链，最终进入人类体内。到目前为止，人们还不完全了解微塑料对人类健康的影响。然而，微塑料本身并不是唯一令人担忧的问题。这些碎片会吸引细菌，包括病原体，这些细菌也会被摄入。为了同时清除水中的微生物和塑料，马丁-普梅拉及其同事转而使用微型机器人系统，该系统由许多小部件组成，模仿自然界的鱼群（如鱼群）协同工作。为了清洁水源，研究人员设计了成群的微小球形机器人，它们可以收集细菌和小块塑料。资料来源：美国化学学会为了制造这种机器人，研究小组将带正电荷的聚合物股与磁性微粒连接起来，磁性微粒只有在暴露于磁场时才会移动。从磁珠表面辐射出来的聚合物链既能吸引塑料，也能吸引微生物。单个成品机器人的直径为2.8微米。当暴露在旋转磁场中时，机器人就会聚集在一起。研究人员发现，通过调整自组织成扁平集群的机器人数量，他们可以改变蜂群的运动和速度。为了清洁水源，研究人员设计了成群的微小球形机器人（浅黄色），它们可以收集细菌（绿色）和小块塑料（灰色）。来源：改编自ACSNano2024，DOI:10.1021/acsnano.4c02115在实验室实验中，研究小组通过在水箱中加入荧光聚苯乙烯珠（1微米宽）和活跃游动的铜绿假单胞菌（可引起肺炎和其他感染），复制了环境中的微塑料和细菌。接下来，研究人员在水箱中加入微型机器人，并将其置于旋转磁场中30分钟，每10秒钟开关一次。机器人的浓度为每毫升7.5毫克，这是测试的四种浓度中最密集的一种，捕获了大约80%的细菌。同时，在相同的浓度下，游离塑料珠的数量也逐渐减少，因为它们被吸引到了微型机器人上。随后，研究人员用永久磁铁收集机器人，并使用超声波将附着在机器人上的细菌分离出来。然后，他们将去除的微生物暴露在紫外线辐射下，完成了消毒。当再次使用时，经过消毒的机器人仍能拾取塑料和微生物，尽管两者的数量都较少。研究人员指出，这种微型机器人系统为清除水中的塑料和细菌提供了一种很有前景的方法。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430139.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430139.htm

受昆虫启发的机器人瘦得可以穿过缝隙

受昆虫启发的机器人瘦得可以穿过缝隙CLARI是"顺应腿关节机器人昆虫"的首字母缩写，由科罗拉多大学博尔德分校工程学博士生海科-卡布茨（HeikoKabutz）领导的团队创造。他与该大学的副教授考希克-贾亚拉姆（KaushikJayaram）合作，后者曾创造了一种受蟑螂启发的机器人，这种机器人能将自己压扁，以便挤过垂直缝隙。CLARI的四条腿身体大约有一块寿司卷那么大，从上面看大致呈正方形，由机器人柔性外皮连接的四个部分组成。每个部分都有一条腿，并配有独立的电路板和双驱动装置，可前后或左右移动。这意味着每条腿都可以独立运行。在空旷的地面上移动时，CLARI会保持默认的方形，以获得最佳的速度和稳定性。不过，如果遇到太窄的缝隙，无法以这种形状通过，它可以重新配置成更长、更窄的形状。就具体数字而言，机器人方形时宽约34毫米（1.3英寸），窄形时仅宽21毫米（0.8英寸）。虽然当前版本的CLARI是通过硬接线连接到电源和控制源上的，但人们希望它的后代将由电池供电，并配备传感器，使它们能够在复杂的环境中自主前进。科学家们还希望将这些机器人做得更小，但配备更多的腿，以提高机动性。卡布兹说："当我们试图抓住一只昆虫时，它们可能会消失在缝隙中。但是，如果我们的机器人具有蜘蛛或苍蝇的能力，我们就可以添加摄像头或传感器，现在我们就可以开始探索以前无法进入的空间了。"关于CLARI的论文最近发表在《先进智能系统》杂志上。您可以在以下视频中看到该机器人的实际操作。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380917.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380917.htm