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柔性机器人的技术方向?一条鱼靠“机械血液”续航 36 小时

2019-06-24 09:31:00

最近，一条靠「机械血液」驱动的鱼状机器人登上了Nature，它能够在水里游上 36 个小时。

这条身长约 40 厘米的、以狮子鱼为原型的机器鱼，实际上是一个软体机器人，外壳为白色塑料，内部装着电池组以及携带电能的「机械血液」——液压流体。

这些液压流体的作用下，这条机器鱼能够挥动「鱼鳍」缓慢游动。值得注意的是，机器人内的液压流体在传递电能的同时，也在传递力。

另外，由于这条机器鱼使用了柔性材料，因此能够制造出相对复杂的外观，并且让「机械血液」在机器人的血管系统中流动。

▲ 机械鱼的「鱼骨」

这条鱼意味着电池技术在形态上得到了突破，它通过将储能、驱动这两个功能都整合到液压流体中，从而增加机器人的能量密度，控制产品体积同时增加续航。

目前我们常用的电池都是固体的。若要提高产品的续航时间，往往需要将电池的能量密度变大、体积变大，这同时也会让电子产品的整体体积增加。

这种电池技术将为复杂环境下工作的工业机器人提供新的研究方向，尤其是柔性机器人的动力问题。

比如在危险复杂深海海域、核电站附近高放射性水域等地进行科考、清理时，能够灵活移动、长时间续航的水下工业机器人就能够大展身手。

在 2011 年日本福岛核电站因地震海啸出现核泄漏后，事故现场的勘测、清理工作就由各类特殊的机器人来执行。

▲ 东芝研发的水下机器人

其中东芝开发了一款能够克服高强度辐射，并且能够进入反应堆内部进行检查的机器人。然而这个机器人依然需要通过线缆远距离操控。

相比之下，如果是柔性机器人来执行任务，就能更方便地挤进狭小的空间或者穿过会变化的障碍物。

目前的柔性机器人，大多数是使用固体电池作为动力来源，通过泵入空气等流体控制软体组织，在整体外观和电力系统的设计上依然处于相对原始的状态。

▲ 一个模仿八爪鱼的柔性机器人，图片来自 Nature

这条机械鱼使用「机械血液」驱动的方式虽然依然处于学术研究阶段，并未进行量产商用，但也在一定程度上预示着柔性机器人的技术方向。

总而言之，我们依然对能够无线、远距离操控，并且运动灵活、续航时间长的机器人有着强烈的需求。