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科学家创造出利用磁铁和光来清理垃圾的机器人

时间:2020-07-16来源:cnBeta

导语:荷兰埃因霍芬理工大学的研究人员从一种微小的海洋生物中获得灵感,制造出一种由磁铁和光驱动厘米级机器人。

  据外媒NewAtlas报道,荷兰埃因霍芬理工大学的研究人员从一种微小的海洋生物中获得灵感,制造出一种由磁铁和光驱动厘米级机器人。由于能够在水下抓取和释放物体,该团队想象了其新机器的一系列应用,包括用触手收集污染物,甚至捕捉细胞作为生物医学的工具。

  这款无线水生机器人的灵感来自于珊瑚虫,这是一种小而柔软的生物体,它们以巨大的数量联合在一起,最终形成珊瑚礁。这些小动物的特点是,中心的茎部会做特定的运动,产生小电流,进而吸引食物颗粒,让它们的触手抓住。在这一点上,研究人员看到了一些有趣的可能性。

  “我的灵感来自于这些珊瑚虫的运动,特别是它们通过自制电流与环境互动的能力,”研究作者MarinaPilzDaCunha解释说。PilzDaCunha和她的团队通过从一个在下方旋转磁铁影响下移动的茎开始,使其能够在周围的水中产生电流来重现这一点。这具有吸引水中污染物颗粒的效果,这时由光激活的触手接管。

  这些触手由光机械聚合物材料制成,能对不同波长的光做出反应。当受到紫外线照射时,触手会做出“抓取”的反应,而蓝光则会使它们“释放”。总的来说,这就形成了一个长一厘米的软性机器人,可以通过磁铁和光来抓取水下的小物体。

  “将两种不同的刺激结合起来是很罕见的,因为它需要精致的材料准备和组装,但它对于创建无束缚的机器人来说是有趣的,因为它允许进行复杂的形状变化和任务,”PilzDaCunha解释说。

  在一次实验中,该团队通过让机器人从水样中捕捉油滴,展示了其受珊瑚虫启发的机器人的能力。作为额外的一层功能,还可以使机器人保持一种新的形状,例如"抓取"状态,直到它暴露在正确的光线下。“这有助于控制抓取臂;一旦有东西被抓取,机器人就可以一直保持着它,直到再次被光刺激才会释放它。”PilzDaCunha说。

  对于下一步,该团队正在努力生产一支由其小型机器人组成的队伍,这些机器人有可能一起工作来运输粒子,其中一个机器人将它们传递给下一个机器人。再往后,该团队设想将它们用于捕捉和运输特定细胞,作为先进诊断设备的一部分。

  相关研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

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