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下一代蟑螂yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网:可以探索水下环境

2018-07-05 作者:张有凤
导语:在自然界中,蟑螂可以在水下存活长达30分钟。现在,蟑螂yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网可以做得更好。哈佛大学的Ambulatory Microrobot,被称为HAMR,可以在陆地上行走,在水面上游泳,并在必要时可以在水下行走,为这个小yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网的探索开辟了新的环境。

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下一代蟑螂yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网HAMR使用多功能脚垫,当HAMR需要游泳时,它可以依靠表面张力和表面张力引起的浮力浮在水面,但是当HAMR需要下沉时也可以施加电压来破坏水面。这个过程称为电润湿,是在施加的电压下材料与水表面之间的接触角的减小。接触角的这种变化使物体更容易破坏水面。

在水面上移动允许微型yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网躲避浸没的障碍物并减少阻力。使用四对不对称襟翼和定制设计的游泳步态,HAMR机载桨在水面上游泳。利用yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网的被动襟翼和周围水之间的不稳定相互作用,yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网产生类似于潜水甲虫的游泳步态。 这允许yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网有效地向前游泳和转弯。

“这项研究表明,微型yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网可以利用微观物理在这种情况下表面张力,来执行对大型yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网具有挑战性的功能和能力,”哈佛大学John A. Paulson工程与应用学院(SEAS)博士后研究员,该论文的第一作者Kevin Chen说。

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最新研究成果发表在《自然通信(Nature Communications)》杂志上。

SEAS的研究生、论文的共同作者Neel Doshi表示,“HAMR的尺寸是其表现的关键。如果它更大,那么通过表面张力来支撑yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网将是极大的挑战,但如果它小得多,yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网可能无法产生足够的力来打破水面。”

HAMR重1.65克(大约和一个大的回形针一样多),可以携带1.44克的额外有效载荷而不会下沉,并且可以以高达10赫兹的频率划动它的腿。它被聚对二甲苯包裹,以免在水下短路。

一旦低于水面,HAMR使用相同的步态,就像在干地上行走一样,并且同样具有移动性。为了能重新回到陆地上,HAMR面临着巨大的挑战。水平面张力是yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网重量的两倍,向下推动yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网,此外,诱发的扭矩会导致yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网后腿摩擦力的急剧增加。研究人员加强了yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网的传动,并在yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网的前腿上安装了软垫,以增加有效载荷,并在攀爬过程中重新分配摩擦力。最后,沿着适度的斜

资深作者、SEAS 工程与应用科学Charles River教授、哈佛大学Wyss生物启发工程研究所核心教员Robert Wood表示,“这个yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网很好地展示了小型yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网遇到的一些挑战和机遇。收缩带来了增加流动性的机会,比如在水面上行走,但也面临挑战,因为我们认为在更大的尺度上的力量可以在昆虫大小的yabo亚博手机--任意三数字加yabo.com直达官网领域占据主导地位。”

未来,研究人员希望进一步改善HAMR的运动,并找到一种无需坡道就能返回陆地的方法,可能采用壁虎式粘合剂或脉冲跳跃机制。

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