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“机器人血液”为执行长时间任务的机器提供动力。

“机器人血液”为执行长时间任务的机器提供动力。

康奈尔大学的研究人员已经在机器人结构中建立了一个循环液体系统——“机器人血液”,用于储存能量和动力,用于复杂、长期的任务。

研究人员创造了一种合成血管系统,能够泵送能量密集的液压液体,这种液体储存能量、传递力、操作附件,所有这些都是在一个集成的设计中进行的。

“机器人血液”为执行长时间任务的机器提供动力。

“在自然界中,我们看到有机体在完成复杂任务的同时能运作多久。康奈尔大学机械和航空航天工程副教授RobShepherd说:“机器人不能长时间地完成类似的任务。”我们的仿生方法可以显著提高系统的能量密度,同时允许机器人保持更长时间的移动。”

谢泼德,有机机器人实验室主任,是“能量密集型机器人的电解血管系统”的资深作者,该文章于6月19日在《自然》杂志上发表。博士生卡梅伦·奥宾是主要作者。

研究人员通过创造一个受狮子鱼启发的水上软性机器人来测试这个概念。狮子鱼是由前博士后研究员、现任宾夕法尼亚大学助理教授詹姆斯·皮库尔设计的。狮子鱼利用波状的扇形鳍在珊瑚礁环境中滑行。

“机器人血液”为执行长时间任务的机器提供动力。

外部的硅树脂外壳带有可弯曲的电极和内部的离子分离膜,使机器人能够弯曲。相互连接的碘化锌流动电池通过电化学反应为电动泵和电子设备提供动力。研究人员获得的能量密度约为特斯拉S型锂离子电池的一半。

机器人游泳时使用的动力来自于流动电池的电量泵送。最初的设计提供了足够的动力,可以在水上游泳超过36小时。

水下软机器人为研究和探索提供了诱人的可能性。由于水上软性机器人由浮力支撑,因此它们不需要外骨骼或内骨骼来维持结构。Shepherd认为,通过设计能让机器人长时间工作的动力源,自主机器人很快就可以在地球海洋中执行重要的科学任务,并完成诸如珊瑚礁取样等微妙的环境任务。这些设备也可以被发送到外星世界进行水下侦察任务。

这项工作得到了海军研究办公室的支持。合著者包括林登·阿彻(Lynden Archer),詹姆斯·A.朋友家庭史密斯化学与生物分子工程学院杰出工程教授;斯内哈希斯·乔杜里(Snehashis Choudhury),目前是斯坦福大学的博士后研究员;以及博士生候选人雷亚农·杰尔奇(Rhiannon Jerch)。

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