【前沿技术】感应水温变化实现推进的游泳机器人

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美国加州理工学院和瑞士苏黎世联邦理工学院合作，利用形状记忆材料，研发出一种无须马达和电池，通过响应水温变化产生形变从而在水中运动的游泳机器人。               

游泳机器人概念图

游泳机器人包括壳体、浮子、翅片、双稳态元件和形状记忆聚合物肌肉五个部分，均通过3D打印制成。形状记忆聚合物肌肉为致动器，当水温高于材料的玻璃化转变温度时会伸展，低于此温度则弯曲。弹性双稳态元件连接至形状记忆聚合物肌肉，当形状记忆聚合物肌肉伸缩时，双稳态元件可将形状记忆聚合物肌肉的慢速小运动放大转换为快速运动，推动机器人运动。形状记忆聚合物肌肉由VeroWhitePlus塑料（玻璃化转变温度60℃）构成，双稳态元件使用Agilus30橡胶，其余组件使用RGD525耐高温材料。机器人壳体支撑双稳态元件，可确保线性驱动和运动稳定性；浮子可确保形状记忆聚合物肌肉垂直浸没在水中；翅片可划水，由不稳定的翘曲桁架驱动，经弹性接头与双稳态元件连接。改变机器人翅片的对称性（如翅片数量、厚度、长度）能调整其运动速度和方向。

 这种机器人利用水温变化推进，无需额外的动力和推进设备，这个原理可用于海上运输、水质监测、水下勘探等。

(蓝海星)

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