閱讀 | 訂閱
閱讀 | 訂閱
3D新聞

科學家3D打印出通過吞噬細菌自主補充能量的機器人

星之球激光 來源:天工社2015-11-19 我要評論(0 )   

近日,由于受到水生的劃蝽甲蟲(又稱水船蟲)的啟發(fā),英國布里斯托爾大學(University of Bristol)的研究人員研發(fā)出了一種3D打


近日,由于受到水生的劃蝽甲蟲(又稱水船蟲)的啟發(fā),英國布里斯托爾大學(University of Bristol)的研究人員研發(fā)出了一種3D打印的機器人Row-bot(意為劃水機器人),這種機器人能夠在湖泊和池塘的表面自我推進或“劃行”,并且能夠在行走的過程中吞噬微生物獲取能量,因此它不需要充電也能永遠運行下去,直到壞掉??茖W家們認為它可以用來清理水質(zhì)或者進行環(huán)境監(jiān)測。

 

Row-bot在水中張開口——右上的插圖為口部關(guān)閉

據(jù)了解,這個機器人的原型是由兩個仿生的子系統(tǒng)組成的:首先是推進系統(tǒng),可以讓甲蟲在水面上滑動;第二個是它的“肚子”,它實際上是一個微生物燃料電池(MFC),可以將從水中獲取的微生物轉(zhuǎn)換為電能,驅(qū)動電機。簡單地說就是:這個機器人攝取富含細菌的水,MFC將后者轉(zhuǎn)化為電力,然后驅(qū)動機器人劃行并獲取更多的水,如此周而復始。

為了盡可能地提升Row-bot的運動效率,科學家們對水船蟲進行了深入研究。據(jù)他們解釋稱,水船蟲的腿上布滿了輔助游泳的毛,這使它在向后劃水的時候能夠獲得最大的推力,而在收回的時候腿毛收攏又能減少阻力。而科學家們的劃水機器人的推進系統(tǒng)則是由一個微小的0.75瓦有刷直流電機驅(qū)動的3D打印槳組成的。

 

水船蟲的形象

這種槳實際上是一種3D打印的復合結(jié)構(gòu),它是由剛性的框架支持著彈性膜組成的。這層膜可以拉伸以增加槳葉的表面積,同時借助其集成的鉸鏈,它可以在收回時,在槳葉仍然在水里的時候改變其角度,從而降低了阻力,提高整體效率。研究人員們補充說,它的剛性框架是用基于光聚合物的VeroWhite丙烯酸3D打印而成的,而上面的覆膜則是用TangoBlack材料3D打印的。

 

現(xiàn)在,它的推進系統(tǒng)說清楚了,那么Row-bot是怎么清理水環(huán)境的呢?這主要靠它裝有MFC的胃來實現(xiàn)。在MFC中,污染水中的細菌很容易被分解成二氧化碳、質(zhì)子和電子,從而為電池提供燃料產(chǎn)生電流。 

“它產(chǎn)生的能量超過了為完成再次供能而進行的機械運動所需的能量。”研究人員們寫道。

 

上個月在德國漢堡舉行的2015 IEEE/RSJ智能機器人國際會議上,研究人員們以論文的形式提交了自己的研究結(jié)果,論文題目為《Row-bot:一種能量充沛的自主式人造水船蟲(Row-bot: An Energetically Autonomous Artificial Water Boatman)》。論文作者為Hemma Philamore、Johathan Rossiter、Andrew StinchcombeIonnis Ieropoulos,他們都來自布里斯托爾大學。

“這項研究展示了一種適合長時間在環(huán)境中自主運行的機器人系統(tǒng)。”研究人員們說,并且補充說,這項工作是開發(fā)自主式機器人的關(guān)鍵一步,也是首次使用一個MFC實現(xiàn)的可行的機器人應用,顯示了將MFC作為機器人的一種能量來源的可能性。

據(jù)了解,科學家們的下一步將在Row-bot身上增加監(jiān)視、遠程傳感和控制系統(tǒng),并將其用于在環(huán)境監(jiān)測和清理項目。例如,他們可以用來監(jiān)測湖泊污染物或致命的病原體,如果發(fā)現(xiàn),可以部署更多的劃水機器人或其它系統(tǒng)來恢復水質(zhì)。

轉(zhuǎn)載請注明出處。

3D打印吞噬細菌機器人
免責聲明

① 凡本網(wǎng)未注明其他出處的作品,版權(quán)均屬于激光制造網(wǎng),未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用。獲本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應在授權(quán)范圍內(nèi)使 用,并注明"來源:激光制造網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)責任。
② 凡本網(wǎng)注明其他來源的作品及圖片,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本媒贊同其觀點和對其真實性負責,版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán)請聯(lián)系我們刪除。
③ 任何單位或個人認為本網(wǎng)內(nèi)容可能涉嫌侵犯其合法權(quán)益,請及時向本網(wǎng)提出書面權(quán)利通知,并提供身份證明、權(quán)屬證明、具體鏈接(URL)及詳細侵權(quán)情況證明。本網(wǎng)在收到上述法律文件后,將會依法盡快移除相關(guān)涉嫌侵權(quán)的內(nèi)容。

網(wǎng)友點評
0相關(guān)評論
精彩導讀