軟體機器人DraBot「蜻蜓」可探測水中的環境狀況

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杜克大學的工程師們開發出了一種完全柔軟的機器人,形狀像蜻蜓,旨在滑過水麵並對環境條件做出反應。這款名為DraBot的機器人完全不需要電子裝置,可以對環境條件做出反應,比如pH值、溫度或是否存在油污。研究人員認為,該原理驗證示範裝置可以成為更先進的自主和遠程環境機器人,能夠幫助水體監測工作解決一系列問題。

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該項目的研究人員首先設計了一個基於蒼蠅的軟機器人。經過數次迭代,研究人員最終確定了蜻蜓的形狀,並設計了一個內部微通道網路,使其能夠通過氣壓進行控制。機器人的身體長約2.25英寸,翼展1.4英寸。

機器人的本體是通過將硅倒入鋁製模具中烘烤而成。內部通道使用軟光刻技術創建,並用柔性硅管連接。研究人員面臨的挑戰是讓DraBot在沒有任何電子裝置的情況下,使用自動執行裝置對長距離的氣壓控制做出反應。

DraBot通過控制進入其「翅膀」的氣壓來工作。微通道將空氣擠壓到前翼,在那裡通過一系列指向後翼的孔逸出。當后翼向下時,氣流被阻斷,DraBot就會保持靜止。當兩翼向上時,DraBot就會向前移動。

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該團隊還在每個后翼下設計了靠近機器人身體的「氣球」驅動器。當這些氣球充氣時,會使翅膀向上移動,讓控制器告訴機器人去哪裡。翅膀上塗有自愈性水凝膠,使其對水的pH值變化做出反應。

當水呈酸性時,一個前翼與后翼融合,使機器人旋轉一圈而不是直線行駛。當pH值恢復正常時,融合的翅膀就會分開,機器人就會對指令做出反應。研究人員還在機器人上放置了海綿,這些海綿會吸收油污並改變顏色,表明其存在。如果水溫過高,DraBot的翅膀也會從紅色變成黃色。

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