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機器人利用磁鐵和光來清理垃圾

時間:2020-07-16

來源:中國傳動網

導語:荷蘭埃因霍芬理工大學的研究人員從一種微小的海洋生物中獲得靈感,制造出一種由磁鐵和光驅動厘米級機器人。

清潔機器人又稱智能吸塵機器人或自動吸塵器,它涉及到機械、電子和計算機等知識,是將移動機器人技術和清潔技術融為一體、仿人體清潔動作的高新技術產品。它不僅節省了勞動力資源,而且還解決了人類在復雜惡劣的環境之下不能持續工作的問題。近年來隨著科技和社會的不斷進步和發展,已受到國內外的重視,成為服務性機器人的一個新的發展方向。

據外媒New Atlas報道,荷蘭埃因霍芬理工大學的研究人員從一種微小的海洋生物中獲得靈感,制造出一種由磁鐵和光驅動厘米級機器人。由于能夠在水下抓取和釋放物體,該團隊想象了其新機器的一系列應用,包括用觸手收集污染物,甚至捕捉細胞作為生物醫學的工具。
這款無線水生機器人的靈感來自于珊瑚蟲,這是一種小而柔軟的生物體,它們以巨大的數量聯合在一起,最終形成珊瑚礁。這些小動物的特點是,中心的莖部會做特定的運動,產生小電流,進而吸引食物顆粒,讓它們的觸手抓住。在這一點上,研究人員看到了一些有趣的可能性。
“我的靈感來自于這些珊瑚蟲的運動,特別是它們通過自制電流與環境互動的能力,”研究作者Marina Pilz Da Cunha解釋說。Pilz Da Cunha和她的團隊通過從一個在下方旋轉磁鐵影響下移動的莖開始,使其能夠在周圍的水中產生電流來重現這一點。這具有吸引水中污染物顆粒的效果,這時由光激活的觸手接管。
這些觸手由光機械聚合物材料制成,能對不同波長的光做出反應。當受到紫外線照射時,觸手會做出 “抓取 ”的反應,而藍光則會使它們 “釋放”。總的來說,這就形成了一個長一厘米的軟性機器人,可以通過磁鐵和光來抓取水下的小物體。
“將兩種不同的刺激結合起來是很罕見的,因為它需要精致的材料準備和組裝,但它對于創建無束縛的機器人來說是有趣的,因為它允許進行復雜的形狀變化和任務,”Pilz Da Cunha解釋說。
在一次實驗中,該團隊通過讓機器人從水樣中捕捉油滴,展示了其受珊瑚蟲啟發的機器人的能力。作為額外的一層功能,還可以使機器人保持一種新的形狀,例如 "抓取 "狀態,直到它暴露在正確的光線下。“這有助于控制抓取臂;一旦有東西被抓取,機器人就可以一直保持著它,直到再次被光刺激才會釋放它。”Pilz Da Cunha說。
對于下一步,該團隊正在努力生產一支由其小型機器人組成的隊伍,這些機器人有可能一起工作來運輸粒子,其中一個機器人將它們傳遞給下一個機器人。再往后,該團隊設想將它們用于捕捉和運輸特定細胞,作為先進診斷設備的一部分。

隨著中國清潔行業和環衛市場的快速發展,清潔機器人通過其無人駕駛技術、智能化識別技術的迭代升級,其智能化、高效化、以及低成本替代人工的價值將會得到充分發揮,在商用和工業場景的使用率也將進一步提升。例如,通過與傳統環衛行業的清潔車、清運車、垃圾處理車等多種設備結合,精準的定位環衛行業的各個角落,催生出多種功能型清潔機器人產品;通過提升環境識別能力,優化地圖構建算法,實現對復雜環境物理空間信息的深度識別,實施針對性的清潔策略,大大提高復雜環境的適應和清掃能力;針對高樓幕墻、管道、醫療機構等特定應用場景,設計特定結構,優化人工智能和自動清潔等算法,使清潔機器人能夠在特殊甚至危險環境中代替人類完成作業。

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