机械工程教授 Hassan Masoud 和博士生在他们的客座博客中 米奇·蒂姆 (Mitch Timm) 分享了他们如何建造一个受撇水启发的微型自供电机器人 昆虫。
几个世纪以来，人类一直从大自然中汲取创新灵感。来自 天上的鸟儿海里的鱼，通过研究这些生物的自然属性 经过数千年的完善，工程师们创造了对于 我们今天的生活方式。
仿生机器人技术突破了我们认为可能的界限 当谈到陆地、空中和水下旅行时。然而很少有机器人能够集中注意力 在空气-水界面上。许多生物有机体，如昆虫、蜘蛛和 甚至细菌也有能力利用表面优势站在这个边界上 紧张。然而，在这些物种中，只有少数物种具有操纵能力。 表面张力以极快的速度推动自身穿过液体表面 和可操作性。我们建造了一个可以做到这一点的机器人，我们的工作最近发表了 在
线速度测试
马兰戈尼冲浪者使用表面张力
通过释放富含脂质的排泄物，某些昆虫可以改变局部表面 张力 - 在这种情况下，降低它，就像在水中添加洗洁精 - 导致表面 将昆虫向前拉的力不平衡。这种奇妙的能力是由 马兰戈尼推进，一种通过产生表面张力梯度产生推力的方法， 我们在 a 中分享的研究中对此进行了探讨之前的 MTU 新闻报道。受到这些生物体卓越能力的激励，我们构思并创造了 完全依赖 Marangoni 的自供电远程控制机器人 对推进和改变方向都有影响。
令我们惊讶的是，仔细检查之前对马兰戈尼冲浪者的研究发现 尽管许多昆虫使用这种推进方法，但大多数机器人设计 使用它仍然很初级。为了解决这些技术缺陷，我们的冲浪 机器人不仅可以站在自由水面上，还可以使用Marangoni 通过异丙基的受控释放来推进运动和机动性 酒精 (IPA)。
关灯避障测试
受昆虫启发的机器人
为了使这一工程挑战成为现实，我们开发了定制的流量控制 和转向机构。这些功能补充了集成动力和燃料源， 一个远程发射器、一个接收器和两个伺服系统，形成一个不受束缚的机器人 具有无与伦比的功能的冲浪者。我们的机器人中的集成技术 其独特的速度和方向控制方法消除了复杂和不良的情况 噪音较大的发动机或螺旋桨等功能可能会扰乱或危害海洋生物。这个 意味着更少的扰动被引入到大量液体中，从而减少了 拖动并使机器人更像它模仿的昆虫，同时具有额外的 运行时几乎无声的好处。
针阀和转向机构的远程控制
凭借这些特性，我们的 Marangoni 冲浪板非常适合各种实际应用 位置和速度的精确远程控制至关重要。例如，与 简单地添加一个小型相机，生物学家、大自然就可以轻松使用它 摄影师和野生动物专家前往难以到达的水生地点，甚至 靠近易受惊吓的野生动物。该技术还可用于监测入侵物种 以及水体内部或附近的污染。值得注意的是，如果实现自主化，我们的机器人将 不仅能够自我纠正和优化其运动，而且还能够负担得起 多个机器人群体协调，协同工作，提高效率 表演，以鱼群和鸟群的优雅移动。
尽管我们已经取得了巨大的进步，但仍有更多东西需要学习，通过 在此过程中，我们已经确定了机器人想要改进的方面。 目前，我们的机器人可以达到每秒约100毫米的速度（大约 每秒一个机器人的长度），燃油效率约为每毫升 600 毫米 推进剂燃料。我们现在正在努力实施新的替代设计 和推进剂以实现更快的速度和更高的燃油效率。即使有了这些 面对未来的挑战，下一代马兰戈尼冲浪者提供了新的思维方式 关于使用仿生学在空气-水界面移动。
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