“八爪怪”全柔性軟體機(jī)器人

哈佛大學(xué)推出了全球范圍內(nèi)首個(gè)完全柔性、完全自主運(yùn)動(dòng)、自帶燃料、無需電池的軟體仿章魚機(jī)器人，并將其命名為“八爪怪”。它的“身體”由水凝膠、電活性聚合物、顆粒性材料和彈性體組成，能在從低壓到超高壓的較大壓力范圍環(huán)境下保持物理活性。

“八爪怪”采用醫(yī)院常用的消毒劑——高濃度的雙氧水，作為燃料。整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)包括雙氧水儲(chǔ)存器、雙氧水注入口、控制燃料流動(dòng)循環(huán)回路的柔性控制器、鉑催化反應(yīng)室、四肢上的排氣孔和致動(dòng)器。雙氧水在控制器回路中反復(fù)流動(dòng)，周期性地進(jìn)入反應(yīng)室，在鉑金屬的催化下釋放出氧氣。氧氣由控制器和肢體閥門控制，交替從“八爪怪”的四個(gè)排氣孔中排出，驅(qū)動(dòng)它前進(jìn)。目前，“一罐”燃料的使用時(shí)間為4～8分鐘，并且機(jī)器人基本不具備自主轉(zhuǎn)向能力。哈佛大學(xué)正在開展相關(guān)研究工作，進(jìn)一步提高“八爪魚”的推進(jìn)效率和續(xù)航時(shí)間，目標(biāo)是設(shè)計(jì)出可爬行、游泳并能探測(cè)感知周邊環(huán)境的軟體機(jī)器人。

傳統(tǒng)柔性機(jī)器人，雖然主體為柔性材料，但動(dòng)力和控制系統(tǒng)都還是剛性硬質(zhì)材料，比如發(fā)動(dòng)機(jī)、輪子、履帶或螺旋槳、噴水泵。“八爪怪”則通過巧妙設(shè)計(jì)，避免了使用硬質(zhì)材料。它不僅有柔軟萌態(tài)的外形，而且運(yùn)動(dòng)起來靈活自如，因此一經(jīng)面世便轟動(dòng)全球。“八爪魚”軟體機(jī)器人的主要材料為水凝膠，沒有傳統(tǒng)機(jī)器人所需的金屬材料，因此難以被水下常用的聲、磁傳感器發(fā)現(xiàn)，其水下隱身性不言而喻，應(yīng)用于軍事偵察等領(lǐng)域的前景很廣闊。另外與常規(guī)潛航器相比，軟體機(jī)器人具備更改外形的能力，能夠通過狹小、凌亂空間，在失事艦艇的搜索與救援方面有望獲得應(yīng)用。