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这条鱼靠“机械血液”续航 36 小时,背后是突破性电池技术

2024-11-30 231

最近,一条靠“机械血液”驱动的鱼形机器人登上《Nature》,它能在水里游 36 小时。

身长约 40 公分、以狮子鱼为原型的机器鱼,实际上是软件机器人,外壳为白色塑胶,内部装有电池组及带电能的“机械血液”──液压流体。

这些液压流体作用下,机器鱼能挥动“鱼鳍”缓慢游动。值得注意的是,机器鱼内的液压流体传递电能同时,也在传递力能。

另外,由于机器鱼使用柔性材料,因此能制造相对复杂的外观,并让“机械血液”在机器鱼血管系统流动。

▲ 机器鱼的“鱼骨”。

这条鱼意味着电池技术在形态上突破,透过将储能、驱动两个功能整合到液压流体,增加机器人的能量密度,控制产品体积同时增加续航。

目前常用的电池都是固体。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,会让电子产品的整体体积增加。

这种电池技术为在复杂环境工作的工业机器人提供新研究方向,尤其是柔性机器人的动力问题。

比如在危险复杂深海、核电站附近高放射性水域等地科考、清理时,能灵活行动、长时间续航的水下工业机器人就能大展身手。

2011 年日本福岛核电厂因地震海啸核辐射泄漏后,事故现场的勘测、清理工作就由各类特殊机器人执行。

▲ 东芝研发的水下机器人。

东芝开发一款能克服高强度辐射,并能进入反应炉内检查的机器人,然而依然需要以线缆远距离操控。

相比之下,如果是柔性机器人执行工作,就能更容易挤进狭小的空间或穿过会变化的障碍物。

目前的柔性机器人,大多数使用固体电池为动力来源,透过泵入空气等流体控制软件组织,整体外观和电力系统的设计依然相对简单。

▲ 模仿章鱼的柔性机器人。(Source:《Nature》)

这条机器鱼使用“机械血液”驱动的方式虽然依然在学术研究阶段,并未量产商用,但也一定程度预示柔性机器人的技术方向。

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

(本文由 爱范儿 授权转载;首图来源:康乃尔大学)

2019-06-27 10:19:00

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