机器人见过不少, 可你见过不用电池就能工作的吗? 虽然听起来有些不可思议, 但最近韩国首尔大学的研究人员在实验室中成功开发出不需要通电就能动起来的机器人, 运动起来还很有节奏, 能像毛毛虫一样不停移动.
既然不用电池, 也不靠太阳能, 那么它究竟是怎样动起来的呢?
原来, 它的灵感来自自然界中某些植物, 它们可以通过吸收地面或空气中水分来改变形状和大小. 一个简单的例子是松果, 在潮湿的空气中, 它会选择「关闭」鳞片外壳, 在空气干燥时松开, 让种子传播的更远, 即便是已经没有生命力的松果也会这样.
这种变化是由内部的特殊结构特征引起, 研究人员发现, 松果由外到内共有三层结构 (鳞片, 纤维以及核心木质化结构) , 三层结构吸水量不同造成自身形状的变化.
当周围空气较潮湿时, 鳞片外侧吸水比内侧, 因此膨胀比较多, 三层结构导致最终鳞片向内弯曲, 所以会产生闭合. 而在干燥环境中, 由于结构差异, 原本紧闭的鳞片会进行收缩, 从而自行张开.
虽然这一机器人并非植物材料制作, 但模仿的是类似的运动机制. 据首尔大学介绍, 机器人内部运动是由纳米纤维组成的空气湿度响应膜来引发, 在环境变化时, 这层膜在两侧材料的吸水性不同 (一层吸水一层不吸水) 造成膨胀和收缩运动不一致, 因此产生弯曲, 最终引发机器人运动, 研究人员基于这一原理制作了不同外形的机器人.
这样的机器人的运动虽然不够迅速, 目前看来也比较单一, 但优势却也非常明显. 由于体型可以非常小, 同时可以在既不需要电池, 也不需要太阳能的状态下自主运动, 因此在特定环境就能发挥自身特色. 研究人员将这种特别的机器人涂满抗生素放在充满细菌的培养皿中, 发现能够自行运动并进行杀菌.
换一个角度, 如果在人体内部, 运用这种方式也许可以将药物输送到目标位置, 结合人体内的特殊环境, 微型机器人甚至还可以配备传感器对身体状况进行追踪.
尽管身材「娇小」, 但微型机器人的确会在某些方面具有不错的实用性. 按照首尔大学提交的报告, 微型机器人「轻巧敏捷, 不需要电池, 可以作用在医疗, 军事和工业领域」. 与之前他们曾研究的由磁铁激活的另一种不用电池的机器人类似, 在医疗领域, 这样的全新方式将能够对治疗肿瘤等疾病提供一种新的工具.
