以珊瑚蟲為原型的水中作業(yè)機器人開發(fā)

荷蘭恩荷芬理工大學(xué)（Eindhoven University of Technology）科學(xué)家以珊瑚蟲為靈感，利用反應(yīng)性聚合物開發(fā)出一款可在水下無線作業(yè)的小型機器人。這款機器人能以光與磁性控制，吸引并捕捉水中的污染分子，或是收集樣品供儀器分析。

珊瑚蟲能透過自行制造的水流與周圍環(huán)境互動，TU/e博士候選人Marina Pilz Da Cunha便是受到這項習(xí)性啟發(fā)，研發(fā)出一款能對磁力與光產(chǎn)生反應(yīng)，長寬各1公分的無線水下機器人。

研究團隊稍早前曾開發(fā)出一款陸上機器人，由于陸上機器人是透過光熱效應(yīng)觸發(fā)動作，一旦進入水中，光熱消散，機器人便無法運作。因此研發(fā)團隊在打造水下機器人時，使用了一種光機械聚合物，可直接對光產(chǎn)生反應(yīng)，而不再依賴光產(chǎn)生的熱。

這種光機械聚合物的分子在被光啟動后，還能維持新的形態(tài)，而不像光熱材料在光消失后會馬上恢復(fù)原形，因此有助于觸手夾爪的操作。機器人一旦抓到東西，就能留在夾爪中，等到再次被光啟動時再放開。

機器人觸手會對不同波長的光產(chǎn)生不一樣的反應(yīng)。例如，在紫外光下觸手會抓取東西，在藍(lán)光下則會放開觸手。

開發(fā)團隊也在機器人下方安裝了會旋轉(zhuǎn)的磁鐵，讓觸手枝干能透過磁力移動，并借此產(chǎn)生水流吸引周圍的分子接近觸手。

觸手的位置對水流也會產(chǎn)生影響，因此開發(fā)團隊借由計算機模擬嘗試不同的觸手位置，并找出了能讓枝干正確移動的方式。

這款水下機器人的另一項優(yōu)勢，在于其可以無視周遭液體成分運作，不論是在咸水或有污染物的水中，都能保持一致。目前水下機器人常用的刺激反應(yīng)材料，是對環(huán)境相當(dāng)敏感的水凝膠，因此在受污染的水中會產(chǎn)生不同的行為模式。

接下來Pilz Da Cunha計劃結(jié)合一群機器人，以接力的方式完成粒子的運輸。此外，會游泳的機器人也在計劃清單。在此之前，開發(fā)人員需先對不同波長的光做更深入的研究。目前使用的紫外光可能傷害機器人，減少機器人的耐用度，因此研發(fā)團隊希望能開發(fā)出一款不需以紫外光作為刺激的機器人。