機(jī)器人利用磁鐵和光來(lái)清理垃圾

時(shí)間:2020-07-16

來(lái)源:中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)的研究人員從一種微小的海洋生物中獲得靈感,制造出一種由磁鐵和光驅(qū)動(dòng)厘米級(jí)機(jī)器人。

清潔機(jī)器人又稱智能吸塵機(jī)器人或自動(dòng)吸塵器,它涉及到機(jī)械、電子和計(jì)算機(jī)等知識(shí),是將移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)和清潔技術(shù)融為一體、仿人體清潔動(dòng)作的高新技術(shù)產(chǎn)品。它不僅節(jié)省了勞動(dòng)力資源,而且還解決了人類在復(fù)雜惡劣的環(huán)境之下不能持續(xù)工作的問(wèn)題。近年來(lái)隨著科技和社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,已受到國(guó)內(nèi)外的重視,成為服務(wù)性機(jī)器人的一個(gè)新的發(fā)展方向。

據(jù)外媒New Atlas報(bào)道,荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)的研究人員從一種微小的海洋生物中獲得靈感,制造出一種由磁鐵和光驅(qū)動(dòng)厘米級(jí)機(jī)器人。由于能夠在水下抓取和釋放物體,該團(tuán)隊(duì)想象了其新機(jī)器的一系列應(yīng)用,包括用觸手收集污染物,甚至捕捉細(xì)胞作為生物醫(yī)學(xué)的工具。
這款無(wú)線水生機(jī)器人的靈感來(lái)自于珊瑚蟲,這是一種小而柔軟的生物體,它們以巨大的數(shù)量聯(lián)合在一起,最終形成珊瑚礁。這些小動(dòng)物的特點(diǎn)是,中心的莖部會(huì)做特定的運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生小電流,進(jìn)而吸引食物顆粒,讓它們的觸手抓住。在這一點(diǎn)上,研究人員看到了一些有趣的可能性。
“我的靈感來(lái)自于這些珊瑚蟲的運(yùn)動(dòng),特別是它們通過(guò)自制電流與環(huán)境互動(dòng)的能力,”研究作者M(jìn)arina Pilz Da Cunha解釋說(shuō)。Pilz Da Cunha和她的團(tuán)隊(duì)通過(guò)從一個(gè)在下方旋轉(zhuǎn)磁鐵影響下移動(dòng)的莖開始,使其能夠在周圍的水中產(chǎn)生電流來(lái)重現(xiàn)這一點(diǎn)。這具有吸引水中污染物顆粒的效果,這時(shí)由光激活的觸手接管。
這些觸手由光機(jī)械聚合物材料制成,能對(duì)不同波長(zhǎng)的光做出反應(yīng)。當(dāng)受到紫外線照射時(shí),觸手會(huì)做出 “抓取 ”的反應(yīng),而藍(lán)光則會(huì)使它們 “釋放”??偟膩?lái)說(shuō),這就形成了一個(gè)長(zhǎng)一厘米的軟性機(jī)器人,可以通過(guò)磁鐵和光來(lái)抓取水下的小物體。
“將兩種不同的刺激結(jié)合起來(lái)是很罕見(jiàn)的,因?yàn)樗枰碌牟牧蠝?zhǔn)備和組裝,但它對(duì)于創(chuàng)建無(wú)束縛的機(jī)器人來(lái)說(shuō)是有趣的,因?yàn)樗试S進(jìn)行復(fù)雜的形狀變化和任務(wù),”Pilz Da Cunha解釋說(shuō)。
在一次實(shí)驗(yàn)中,該團(tuán)隊(duì)通過(guò)讓機(jī)器人從水樣中捕捉油滴,展示了其受珊瑚蟲啟發(fā)的機(jī)器人的能力。作為額外的一層功能,還可以使機(jī)器人保持一種新的形狀,例如 "抓取 "狀態(tài),直到它暴露在正確的光線下?!斑@有助于控制抓取臂;一旦有東西被抓取,機(jī)器人就可以一直保持著它,直到再次被光刺激才會(huì)釋放它。”Pilz Da Cunha說(shuō)。
對(duì)于下一步,該團(tuán)隊(duì)正在努力生產(chǎn)一支由其小型機(jī)器人組成的隊(duì)伍,這些機(jī)器人有可能一起工作來(lái)運(yùn)輸粒子,其中一個(gè)機(jī)器人將它們傳遞給下一個(gè)機(jī)器人。再往后,該團(tuán)隊(duì)設(shè)想將它們用于捕捉和運(yùn)輸特定細(xì)胞,作為先進(jìn)診斷設(shè)備的一部分。

隨著中國(guó)清潔行業(yè)和環(huán)衛(wèi)市場(chǎng)的快速發(fā)展,清潔機(jī)器人通過(guò)其無(wú)人駕駛技術(shù)、智能化識(shí)別技術(shù)的迭代升級(jí),其智能化、高效化、以及低成本替代人工的價(jià)值將會(huì)得到充分發(fā)揮,在商用和工業(yè)場(chǎng)景的使用率也將進(jìn)一步提升。例如,通過(guò)與傳統(tǒng)環(huán)衛(wèi)行業(yè)的清潔車、清運(yùn)車、垃圾處理車等多種設(shè)備結(jié)合,精準(zhǔn)的定位環(huán)衛(wèi)行業(yè)的各個(gè)角落,催生出多種功能型清潔機(jī)器人產(chǎn)品;通過(guò)提升環(huán)境識(shí)別能力,優(yōu)化地圖構(gòu)建算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜環(huán)境物理空間信息的深度識(shí)別,實(shí)施針對(duì)性的清潔策略,大大提高復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)和清掃能力;針對(duì)高樓幕墻、管道、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等特定應(yīng)用場(chǎng)景,設(shè)計(jì)特定結(jié)構(gòu),優(yōu)化人工智能和自動(dòng)清潔等算法,使清潔機(jī)器人能夠在特殊甚至危險(xiǎn)環(huán)境中代替人類完成作業(yè)。

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