模块化体素技术将使游泳机器人成为主流

麻省理工学院的仿生水蛇机器人在拖曳箱中畅游

仿生水下机器人通过柔软的身体游泳，可能比刚性机器人更节能，但它们也很难制造。然而，由于新的模块化机器人系统，这种情况很快就会改变。
 
目前在麻省理工学院开发中，该系统包含了称为体素的单个构建块。
 
这些基本上是由多个窄支柱组成的中空塑料盒，当向一个方向推动时，这些支柱是刚性和承重的，向其他方向推动时则是柔软和灵活的。这种特性的组合使机器人能够保持其整体身体形状，同时从一侧到另一侧进行弯曲，而无需复杂的定制硬件。
 
在这项技术的一次演示中，科学家们建造了一个约1米（3.3英尺）长的蛇形机器人，由20个体素首尾相连组成。
 
身体内的致动器通过钢索拉动这些体素的侧面，使体素依次向一侧或另一侧压缩和放松，产生从身体前部到后部的波动（紧密贴合的氯丁橡胶皮肤使其更具水动力）。拖车箱测试表明，机器人确实能够以这种方式高效地在水中游泳。


仔细看一看水蛇，它的氯丁橡胶皮被脱掉了

尽管由体素构建的“水蛇”机器人仅由大约60个单独的部件组成，但研究人员表示，美国宇航局（NASA）先前制造的一个蛇形机器人（使用传统部件）由数千个部件组成。此外，麻省理工学院自己的鱼类机器人RoboTuna需要两年的时间来设计和制造，而水蛇则在短短几天内组装完成。
 
这些体素还被用于构建机翼，机翼的剖面（横截面）形状可以变形以改变其升阻比。即使机翼的曲率在变化过程中，其外部的一排重叠的鳞片状瓷砖也能保持水密密封。可以想象，这种机翼可以用于从海浪中发电的系统，或者使船只更平稳地在水中移动。
 

这个水下机翼使用体素来改变形状

此外，由于体素系统通常可以很容易地扩展到大型应用中，科学家们相信，它有朝一日甚至可以被用于通过弯曲机械锚爪移动的鲸鱼潜水艇。