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科學家往機器魚體內注入“人造血“后,這條魚居然“活”了

2019-06-21 08:54:09來源:前瞻網 閱讀量:29395

導讀:近日,權威雜志《自然》發表了一項工程學最新突破:康奈爾大學和賓夕法尼亞大學的研究人員研制出一種液壓液組成的人工合成血管(人造循環)系統,可以通過機械傳動和電力驅動的方式為軟體機器人提供動力。
  今年年初,打卡了網紅城市成都,這座城市的美食毫無懸念地牢牢的拴住了我的胃,一日兩頓火鍋、串串都沒有讓我覺得煩膩,反而讓我感受到了酣暢淋漓、快意人生的境地。
 
  但是在游玩方面,我卻獨辟蹊徑,放棄了游客爭相打卡的網紅勝地,而是選擇享受了一次人文科學盛宴。如果說成都的現代味兒容易從春熙路、太古里這樣富麗堂皇的外觀上看到的話,那么小街深巷、科技館博物館則蘊含著成都濃濃的文化味兒。
 
  在成都科技館,我第一近距離地接觸到了各種航空模型、機器人、VR等等高科技產品,其中有一款機器魚尤其令我印象深刻。
 
  這款周身通紅的“鯉魚”緩緩地在荷花池中徜徉,從外形到泳姿完全能夠以假亂真,如果不細看的話,很難發現這是一款機器魚。
 
  不過這款機器魚是用金屬材質制成的,因此比軟體的真正魚類稍顯笨拙。體內裝載電池,靠電池驅動前進,放進荷花池內供觀賞,營造出鳳凰傳奇《荷塘月色》的美景,倒也令人賞心悅目。
 
  我們都知道,地球是個水球,70%被水覆蓋,魚類主宰著這個水世界。因此水下仿生機器人的研究具有重大意義,應用前景非常廣泛。
 
  其實近年來,公眾對機器魚這個名詞一點都不陌生,從“北大智能仿生魚”到“機器魚暢游2017世界機器大會”,各式各樣的機器魚層出不窮。
 
  為了進一步發揮機器魚在水底的功效,MIT甚至研發出了在質感上以假亂真的軟機器魚SoFi。該款機器人的目的為在產生最小的破壞性的前提下,能夠近距離的觀察所有的水下生物。
 
  SoFi也是靠電池驅動,充電一次的使用壽命為40分鐘左右。現在,SoFi已經被帶來了斐濟島,在那片海域中,SoFi用來偵察海洋生物與珊瑚礁的生物群落之間的相互作用。
 
  其實,無論是北大智能仿生魚還是SoFi,這些機器魚都是依靠電池驅動,而目前的機器人一般由執行特定任務、相互獨立的系統組成。例如,一種材料可能只具有電池的功能,但這也意味著升級系統需要添加額外的電池組,這不但會增加機器人自重,維持其性能可能還需要進行一番改進。解決該問題的一種方法,是使用具有多功能的電池。
 
  近日,權威雜志《自然》發表了一項工程學最新突破:康奈爾大學和賓夕法尼亞大學的研究人員研制出一種液壓液組成的人工合成血管(人造循環)系統,可以通過機械傳動和電力驅動的方式為軟體機器人提供動力。
 
  該系統使用了一種人類工程循環系統來泵出一種合成的“血液”——一種用作液壓燃料的電解質溶液——來提供推進力和動力,這使它具有為電子設備供電的化學潛力。這種液體會在機器魚的周身循環,通過電化學反應驅動機器魚內部搭載的泵和電子器件。與此同時,液體的泵送還能向魚鰭傳遞機械功,幫助機器魚游泳。
 
  研究團隊將人工合成血管嵌入仿獅子魚的機器魚體內,在測試中,這條機器魚能以每分鐘大于1.5倍體長的速度長時間逆流游動,其理論最長續航能力為36小時以上。研究人員表示,這一技術成果將幫助提升未來機器人設計的能量儲存、效率和自主性。
 
  科學家們對機器人動力和運動之間的關系與平衡,進行過深入研究。這不但是所有類型機器人發展過程中不可逾越的環節,更在一定程度上促進了機器人研究的步伐。
 
  此前科學家曾嘗試過利用仿生學和氣動力,讓軟體機器人進行緩慢而微妙的移動,但就性能與自主性來講,與此次不可同日而語。通過周身循環液壓液而促使機器魚游動,的確可算是工程學的一大進步。
 
  (原標題:科學家往機器魚體內注入“人造血“后,這條魚居然“活”了)

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