可超快速行走、游泳、漂浮、捉蒼蠅

　　全新磁驅(qū)動高速軟體機器人問世

　　科技日報北京9月24日電 （記者張夢然）據(jù)英國《通訊·材料》雜志24日發(fā)表的一項機器人最新研究，歐洲科學(xué)家團隊報告研發(fā)一種磁驅(qū)動的新型高速軟體機器人。這種機器人可以超快速地完成行走、游泳、漂浮和捕捉活體蒼蠅，將在生物組織工程與生物力學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　對于自然界的生物而言，高速行動對捕獵、逃跑和飛行至關(guān)重要。這一點對于軟體機器人也一樣有用，因為它使機器人可以捕捉快速移動的物體，并對周圍動態(tài)環(huán)境迅速做出反應(yīng)。

　　但是，要在機器人身上復(fù)制這種高速行動非常具有挑戰(zhàn)性。電動機可以在“硬體”機器人身上模仿這種行為，但使用的是一些基于塑料或橡膠等材料所制造的便宜而簡單的機器人系統(tǒng)。

　　而此次，德國亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫研究中心的科學(xué)家丹尼斯·馬卡羅夫、奧地利約翰·開普勒林茨大學(xué)馬汀·卡爾滕博納及他們的同事，展示了磁驅(qū)動高速軟體機器人的設(shè)計原理、材料和制作工藝。他們在機器人體內(nèi)嵌入微小的磁體，快速響應(yīng)磁場，使機器人可以根據(jù)它們具體的形狀移動。在演示中，機器人可高速完成行走、游泳、漂浮和捕捉活體蒼蠅等運動。譬如，一個花形機器人在一只蒼蠅觸發(fā)陷阱后捕捉了它，隨后張開磁驅(qū)動的八臂又釋放了它；一個三角形機器人可以在空中快速自我卷曲并向前行走；一個六臂機器人可以抓取、運輸和釋放無磁性物體；模擬蝠鲼形態(tài)的機器人可以在水中帶著物品游泳；而放置于透明玻璃管中的四臂機器人，可在3.7mT磁場作用下漂浮。

　　研究人員表示，這種設(shè)計取得了迄今已報道的軟體機器人最高的比能量密度，這對于低磁場下的高速驅(qū)動很關(guān)鍵。

　　這種機器人可快速適應(yīng)各種環(huán)境條件，在有限的環(huán)境中激發(fā)生物醫(yī)學(xué)潛能，并可以作為模型系統(tǒng)來開發(fā)受自然啟發(fā)的復(fù)雜動作，同時，這些機器人也可用于生物組織工程——作為更大的機器人系統(tǒng)的組成成分，或可用于研究高速行動生物體的生物力學(xué)響應(yīng)。

　　總編輯圈點

　　由于軟體機器人的力學(xué)特性，其運動可能會變得不可預(yù)測，因此也難以控制。但是，科學(xué)家現(xiàn)在證明軟體機器人不僅可以精確控制，而且能完成異常難度的運動。行走游泳只是小菜一碟，懸浮和運貨也不在話下，甚至當(dāng)速度足夠快時，還可以活捉蒼蠅。這一成果激發(fā)了生物組織工程領(lǐng)域未來的研究，可以說，這種新型軟體機器人會成為研究快速生物機械過程——如快速移動生物體的流體動力學(xué)和空氣動力學(xué)的一個模型范本。