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美国科学家发明出微型“水上蜘蛛”机器人

http://www.sina.com.cn 2004年09月14日 08:50 新浪科技

  新浪科技讯 最近,美国科学家发明了一架微型机器人,不仅状似蜘蛛,而且还能像蜘蛛一样在水面上行走。有关专家表示,这架能在水面上行走的机器人足以称得上是一个机械奇迹。

  卡内基-梅隆纳米机器人实验室负责人梅汀-思狄教授是从大自然和麻省理工学院若干研究成果中得到灵感,从而发明制造出这架微型机器人的。

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  这虽然只是一个机器人原型,但一些研究学者认为这种水上机器人可能有许多潜在用途。比如,装配上化学传感器,它可以监控水资源中的有毒物质;装配上照相机,它可以成为间谍或者探险器;装配上网丝或者机械手,它可以清除掉水面上的污染物,如此等等。

  思狄教授表示,发明这架机器人是“对微型机器人制造的极限挑战”,“它必须十分轻盈,而且十分紧凑”。

  这架机器人有一个主身躯,是由边长只有半英寸(约0.0127米)的四方盒状碳化纤维制成,还有八条2英寸(约0.0508米)长的钢丝腿,钢丝外层涂有防水塑胶。从外表上看,整架机器人类似水蜘蛛。但它没有头脑,没有传感器,也没有电池,它的“肌肉”就是三片平板金属压电致动器(piezoelectric actuators),利用电线把压电致动器与外接电源连在一起,当电流通过时,这些金属片就会发生弯曲,从而形成驱动力。

  值得注意的是,这架机器人是“站”在水面上,而不是漂浮在水面上的,它可以向前走也可以向后走,使用其中的两条“腿”实现自我驱动,就好像两只桨一样地划行。

  思狄的机器人之所以引入注目,还因为科学家是直到去年才知道它是如何实现水面行走的。由于机器人体积太小,麻省理工学院数学家约翰-布什及两名研究生在水中添加了染料和微粒物质,并利用一架高速摄像机进行细致观察,最终解答了这个谜团。他们发现水上机器人通过推动水面来实现自身移 动,这个推动力足以在水面上形成轻微的波动,但并不足以使水表面破裂,这样一来,水就会像弹簧一样恢复原状并将机器人推向前进。

  这架“水上蜘蛛”机器人只有大约1克重,差不多只有半枚一角美元硬币大小,而且造价也相当便宜。据思狄估计,这架机器人原型所使用的材料也就值10美元左右。(编译/梦飞)


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