海星幼虫激发涡流驱动的微型机器人

一种新的微型机器人利用微小的毛发在液体中产生漩涡来推动自身         康奈尔·迪林格/苏黎世ETH

无论是蜜蜂、细菌、蟑螂、鱼甚至扇贝，大自然都是机器人永无止境的灵感源泉。现在，一个不太可能的新候选者加入了名单——海星幼虫，它们用细小的毛发制造漩涡来推动自己或吸入食物。
 
海星幼虫只有几毫米长，身上覆盖着数十万根纤毛。这些生物通过在它们周围的水中制造漩涡，利用这些来四处走动和觅食。如果幼虫将两排纤毛彼此对准，它会产生推力，同时将它们分开，形成一个漩涡，将微小的食物颗粒扫向它。
 
在这项新的研究中，苏黎世ETH的研究人员首先调查他们是否可以设计一个小型游泳机器人，以同样的方式行走。他们用激光蚀刻带有纤毛的装置，纤毛通过超声波启动。研究小组称，纤毛的振动速度超过每秒10000次，远远快于海星幼虫所能控制的速度。


一只海星幼虫在液体中产生漩涡来移动或进食，激励团队创造出可以做同样事情的微型机器人      斯坦福大学普拉卡什实验室

这些微型机器人在充满微小水珠的水中进行测试，以更好地观察水流。果不其然，该设备产生了与激发它的活体动物非常相似的流动模式。研究人员证明，它可以在一条直线上游泳，利用纤毛在其前部产生一个吸力漩涡，在其后部产生一个推力漩涡。在另一项测试中，一排纤毛被排列成并排形成一个吸力旋涡和一个推力旋涡，这使得机器人能够吸入珠子，并将其朝设定的方向吐出。
 
研究人员说，有一天，这些微型机器人可以被用来在体内运送药物。同时，超声波激活的纤毛可以用于控制少量液体，如混合、泵送或捕获颗粒。
 
来源：苏黎世ETH