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“機器人血液”為執行長時間任務的機器提供動力。

“機器人血液”為執行長時間任務的機器提供動力。

康奈爾大學的研究人員已經在機器人結構中建立了一個循環液體系統——“機器人血液”,用于儲存能量和動力,用于復雜、長期的任務。

研究人員創造了一種合成血管系統,能夠泵送能量密集的液壓液體,這種液體儲存能量、傳遞力、操作附件,所有這些都是在一個集成的設計中進行的。

“機器人血液”為執行長時間任務的機器提供動力。

“在自然界中,我們看到有機體在完成復雜任務的同時能運作多久。康奈爾大學機械和航空航天工程副教授RobShepherd說:“機器人不能長時間地完成類似的任務。”我們的仿生方法可以顯著提高系統的能量密度,同時允許機器人保持更長時間的移動。”

謝潑德,有機機器人實驗室主任,是“能量密集型機器人的電解血管系統”的資深作者,該文章于6月19日在《自然》雜志上發表。博士生卡梅倫·奧賓是主要作者。

研究人員通過創造一個受獅子魚啟發的水上軟性機器人來測試這個概念。獅子魚是由前博士后研究員、現任賓夕法尼亞大學助理教授詹姆斯·皮庫爾設計的。獅子魚利用波狀的扇形鰭在珊瑚礁環境中滑行。

“機器人血液”為執行長時間任務的機器提供動力。

外部的硅樹脂外殼帶有可彎曲的電極和內部的離子分離膜,使機器人能夠彎曲。相互連接的碘化鋅流動電池通過電化學反應為電動泵和電子設備提供動力。研究人員獲得的能量密度約為特斯拉S型鋰離子電池的一半。

機器人游泳時使用的動力來自于流動電池的電量泵送。最初的設計提供了足夠的動力,可以在水上游泳超過36小時。

水下軟機器人為研究和探索提供了誘人的可能性。由于水上軟性機器人由浮力支撐,因此它們不需要外骨骼或內骨骼來維持結構。Shepherd認為,通過設計能讓機器人長時間工作的動力源,自主機器人很快就可以在地球海洋中執行重要的科學任務,并完成諸如珊瑚礁取樣等微妙的環境任務。這些設備也可以被發送到外星世界進行水下偵察任務。

這項工作得到了海軍研究辦公室的支持。合著者包括林登·阿徹(Lynden Archer),詹姆斯·A.朋友家庭史密斯化學與生物分子工程學院杰出工程教授;斯內哈希斯·喬杜里(Snehashis Choudhury),目前是斯坦福大學的博士后研究員;以及博士生候選人雷亞農·杰爾奇(Rhiannon Jerch)。

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