陳根:水上行走機器人,還能運輸貨物?
文/機器人作為人工智能的一個分支,隨著人工智能的發展,其技術日趨成熟。傳統的機器人通常是一臺帶有大量硬件和電子設備的重型機器,這意味著它將無法與包括人類在內的軟結構安全交互。現在,西北大學的一個研究小組已經設計了具有分子智能的軟材料,使它們能夠.
文本/陳根
機器人作為人工智能的一個分支,隨著人工智能的發展越來越復雜。傳統的機器人通常是一臺帶有大量硬件和電子設備的重型機器,這意味著它將無法與包括人類在內的軟結構安全交互。
現在,西北大學的一個研究小組設計了具有分子智能的軟材料,它可以像任何尺寸的機器人一樣在水下或地下的微小空間中執行特定的功能。
據研究人員稱,這種“檸檬皮”機器人在外觀和行為上與微型水生動物相似。它不僅支持光源驅動,還可以行走、搬動物品,甚至跳舞。除了運輸物體,它也有望在催化化學反應和處理領域開辟新的應用場景。
事實上,新機器人精確運動和靈活性的秘密在于其充滿水的結構和由鐵磁鎳絲組成的嵌入式骨架。軟組件是由分子設計的網絡,其組件允許其對光起反應,內部包含或排出水,并具有對磁場快速響應的剛度。
研究小組表示,內部化學反應分子用于應對合成反應。當暴露在光線下時,機器人的分子變得疏水(排斥水),導致水分子逃逸。這種變換使機器人從平躺的姿勢彎曲成“站立”,從而使機器人“活”起來。
研究人員進一步發現,這種彎曲可以使材料對旋轉磁場做出快速反應,從而激活其快速行走的能力。燈滅了,分子會回到原來的狀態,機器人會變平。但在LED的提示下,可以隨時在磁場下進行新的活動周期。
此外,本研究基于先前設計的“機器人軟材料”。在今年早些時候發表的先前研究中,這種機器人材料可以在幾分鐘的時間尺度上彎曲,每12小時在表面爬行一次。現在,這一突破使機器人能夠以人類的速度行走,大約每秒一步,并響應磁場,引導這些材料沿著特定的軌跡移動。
這種模仿生物的新材料的設計不僅可以反應更快,還可以實現更復雜的功能,包括改變形狀,給合成生物增加腿,給這些逼真的材料一種新的行走步態和更聰明的行為。這使得它們具有高度的通用性,能夠適應不同的任務。研究人員希望最終能生產出一支微型機器人大軍。