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喝"假酒"做繁重的工作:封面上有华科校友88毫克的机器人

2020-08-21 11:10   来源: 互联网

单是甲醇就能将重量提高2.6倍的物体拖走。南加州大学(University Of Southern California)研究员、华科校友杨秀峰(音译)刚刚登上了"科学机器人杂志"(Science Robote Journal)的封面。


机器人通常使用电池或插座来供电,但机器人机器人就有点不同了。这种小机器人的重量不到1克,可以拖到2.6倍重的物体上。最具体的是,它依靠甲醇来供应能源。



甲醇是溶剂和防冻剂中常见的有机化合物(假酒中伤害人体的成分之一)。甲醇等液体燃料的单位体积比电池提供更多的能量,这意味着甲醇驱动的微型机器人不再需要额外的外部动力,比如电线和电磁场。理论上,机器人比电动机器人拥有更大的自主权,同时保持非常小的体积。

在最新一期的"科学"杂志上,南加州大学的研究人员向公众介绍了这款名为RoBeetle的机器人。他们设计了一种微小的人工肌肉,可以像真实物体一样收缩和放松,并使用镍钛合金丝覆盖铂粉来加速甲醇蒸气的燃烧。这一过程产生的热量将导致机器人腿部电线的缩短,冷却后的休息,以推动甲壳虫的运动。


罗甲虫重88毫克,能拖重2.6倍的物体。它可以携带95毫克的燃料,最多可持续两个小时。它具有攀岩能力,可以在不同的纹理表面旅行,包括玻璃、泡沫睡垫和混凝土人行道。


在未来的研究中,研究人员需要进一步探索如何实现机器人的燃料添加功能,以便在更长的时间内继续提供能量。此外,如果你能编程机器人并与操作者交流,机器人也可以用于更多的场景,如人工授粉或辅助手术。

 

罗比技术的详细说明


微型机器人驱动用人工肌肉催化

为了制造出驱动昆虫大小爬行动物机器人的2H微执行器,研究人员将燃料HEDs(下图1A)与SMAS HWDS(下图1B)结合起来。


图1:微驱动的能源和驱动方法。


驱动机构的核心件是下图2A中的人工肌肉,它包括镍钛合金芯(NiTicore)和聚集体铂(Pt)粉末的外部催化层。在操作过程中,复合丝(复合线)的SMA芯被催化表面可控催化燃烧产生的热量激活。


下面的图2C至2e是NiTi-Pt复合丝表面的扫描电子显微镜(扫描电镜,SEM)图像,这些图像是用"材料和方法"中描述的方法生成的,如下图S1所示。


图2F显示了确定的主电路和两个次级电路,应力为164 MPa,连接到驱动RoBeetle原型的9.8mm长的NiTi-Pt线。主电路指加热和冷却回路。在此过程中,SMA材料完成了从马氏体状态到(奥氏体态)的完全转变,然后完全恢复到马氏体状态。



责任编辑:无量渡口
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