哈爾濱工業(yè)大學(xué)潘欽敏教授率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)首次開(kāi)發(fā)出一種可以模仿“水黽”跳躍能力的仿生微型機(jī)器人,不僅能在水上行走,還能在水上連續(xù)跳躍,使用其從事水污染監(jiān)測(cè)或其他任務(wù)時(shí)可避免障礙。該項(xiàng)研究的論文被今年7月26日出版的美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)《應(yīng)用材料與界面》雜志刊登。

水黽是一種身長(zhǎng)約1厘米的小型水生昆蟲(chóng),不僅能在水面上滑行,還能跳躍。據(jù)潘欽敏介紹,微型機(jī)器人水上行走的研究此前以已獲成功,但實(shí)現(xiàn)能在水上跳躍的功能較為困難。由哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)資助完成的這項(xiàng)研究,采用新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),使用多孔超疏水(憎水)泡沫鎳來(lái)制造機(jī)器人的支撐、跳躍腿。
該機(jī)器人自重11克,相當(dāng)于1100只水黽,在實(shí)驗(yàn)中其每次跳躍前進(jìn)高度約14厘米,跳遠(yuǎn)距離達(dá)35厘米,超過(guò)自身長(zhǎng)度兩倍以上。研究人員對(duì)其支撐腿施加不同的力量,通過(guò)數(shù)值模型和模擬計(jì)算分析發(fā)現(xiàn),超疏水材料是增加支撐腿向上力量以及減少跳躍過(guò)程中能耗的關(guān)鍵。

該機(jī)器人自重11克,相當(dāng)于1100只水黽,在實(shí)驗(yàn)中其每次跳躍前進(jìn)高度約14厘米,跳遠(yuǎn)距離達(dá)35厘米,超過(guò)自身長(zhǎng)度兩倍以上。研究人員對(duì)其支撐腿施加不同的力量,通過(guò)數(shù)值模型和模擬計(jì)算分析發(fā)現(xiàn),超疏水材料是增加支撐腿向上力量以及減少跳躍過(guò)程中能耗的關(guān)鍵。