机器鱼是由类似血液的电池液体提供动力的

这种身体柔软的机器鱼依靠类似血液的电池液体运行，电池液体通过合成血管系统在身体周围循环  James Pikul

康奈尔大学有机机器人实验室的一组工程师制造了一种由电血驱动的软体狮子鱼机器人，它不仅可以作为能源，还可以通过液压产生推进力。这种受生物启发的方法解决了小型无约束机器人面临的一个重大挑战——质量与动力。

电池为机器人增加了巨大的重量，这种重量会影响机器人的射程、机动性、速度和尺寸。因此，如果工程师们能够在一个同样具有次要用途的部件中储存能量，那么，正如他们所说，这一问题就减少了一半。

由研究合著者James Pikul设计，这是一位前博士后研究员（现在是宾夕法尼亚大学的助理教授），机器狮子鱼长40厘米（16英寸），由模压硅制成。

船上有两个液压泵，每个泵由相互连接的碘化锌流动电池激活。一个泵通过将液体从尾巴的一侧移动到另一侧来移动尾巴，而另一个泵则将储存在背鳍中的液体泵入相应的胸鳍。但这不是你所说的快速。目前，它的游泳速度为每分钟1.5个身体长度，但这是该项目的早期阶段。


软体机器鱼的内部部件   James Pikul

软体机器人的液压系统并不是一个新的想法，但赋予液压流体额外的能量供应任务却是一个新的想法。通过使用液体（一种被称为机器人血液的电解质溶液）作为电能和机械能，鱼形机器人的质量显著降低，增加了相对能量有效载荷。这意味着机器人在需要充电之前能够自主游动36小时。

机械和航空航天工程副教授罗伯·谢泼德（Rob Shepherd）说：“在自然界中，我们看到生物体在完成复杂任务时能运行多长时间。”“机器人无法在很长时间内完成类似的壮举。我们的仿生方法可以显著提高系统的能量密度，同时让软机器人保持更长的移动时间。”

混合电池/液压合成血管系统以氧化还原流电池为模型。虽然与锂离子电池相比，这种形式的电池并不特别强大，但它的优点是可以塞进几乎任何空间或形状。这种灵活性在为特定任务或尴尬空间设计机器人时特别有用，因为传统电池会过度影响设计的物理比例，限制其范围。


柔性硅尾通过3D打印模具铸造     James Pikul

谢泼德说：“我们想在一个机器人中使用尽可能多的部件，并将它们转化为能量系统。”“如果你的机器人中已经有液压油，那么你可以利用大量的能量储存，让机器人更自由地自主操作。”

这类开发标志着朝着更好、更高效、自主的水上机器人又迈出了一步。海洋勘探、管道和水下电缆检查等方面的潜力巨大。至于灵活的软体机器人，它们可以在珊瑚礁等脆弱环境中发挥重要作用，因为在这些环境中部署硬体机器人可能风险太大。

这项研究昨天发表在《自然》杂志上。

资料来源： Cornell University