Science Robotics发布韩国"毛毛虫"机器人，仅靠环境湿度变化就能前进！

一直以来，

很多科学家试图寻求一种安全的方式为有望在人体内工作的机器人供能，

但是，发明一种安全无害的电池实在不容易！

这成为了很多机器人模型应用于体内的瓶颈。

能够为人体内机器人供能的方式要具备这样几个条件：

一， 安全无害；二，体积要小；三，持续续航。

而现有的电池类型往往有毒有害、体积不够小，

如果缩小体积又难以满足持续续航的需要。

于是，一些科学家另辟蹊径：

放弃电池供能，采用其他的方式驱动机器人的运动。

来自首尔国立大学的科研人员

就在不久前的《Science Robotics》上公布了一项研究成果，

他们受到植物运动方式的启发，

开发了一种依靠湿度运作的小型机器人，

这个机器人不再需要持续供能，

依靠吸收周围环境的水分就能前行！

乍一看，是不是很像压扁的毛毛虫！

它可以以尺蠖或蛇的相似姿态在表面行进，

能够爬行、前后蠕动，还可以蜷曲！

还可以通过吸收地面或空气中的水分来改变形状和大小。

科学家们将这个机器人称为hygrobot，

其中hygro-代表湿度。

前面提到，这个机器人的灵感来源于植物，

这个植物其实是非洲的一种灌木植物——枯野葵。

更确切地说，研究人员模仿的是枯野葵种子的鬃毛。

枯野葵它本身是一种多肉植物，

其种子可以钻进土里，

并且拥有多层细胞，

其中一些细胞层对湿度敏感，

另一些细胞层则不会在湿度变化时做出反应。

当枯野葵种子与水汽相遇，受湿度影响的细胞层将会伸展或膨胀，

这一现象称为干缩湿胀。

同时，由于其他细胞层并不发生改变，

植物体的外在表现可能是旋转动作，

将种子甩向地面，或是开合动作，

这样的过程，能使枯野葵的种子达到播撒所需的最佳状态！

研究人员就是模拟枯野葵对环境湿度的这个反应，

研制了机器人hygrobot本身的双层材料。

这种双层材料不是由植物材料制成，只是模仿植物背后的机制，

由纳米纤维制成。

双层材料的一层吸收水分，另一层不吸收。

当机器人放置在潮湿的表面上时，

吸湿层膨胀，使机器人弓起。

一旦干燥，

机器人就会回落，循环重复。

这样，机器人就能像图中一样前进了！

是不是既简单又神奇？

其实和枯野葵类似的植物还有很多，比如松果，

松果的鳞片在潮湿时紧闭，

干燥时则打开，

由此其内部的种子也能够传播得更远！

因为植物的运动相对缓慢，

一个简单的弯曲伸直过程可能需要花费整整一天。

所以研究人员使用了一种活性纳米纤维增加了吸收层的表面积，

允许机器人能快速吸收空气中的水分。

另外，我们知道，空气中的水分是一种全天然的能量来源，

没有毒性，不像电池可能会发生爆炸，

而这个机器人又能有效利用白天和夜晚间明显的湿度变化，

甚至都不需要太阳能，

看起来非常绿色和环保了！

这个机器人虽然运动不够迅速，目前看来也比较单一，

但由于体型可以非常小，

可以在特定环境发挥自身特色。

研究人员曾将它涂满抗生素放在充满细菌的培养皿中，

发现它能够自行运动并进行杀菌！

换一个角度，如果在人体内部，

研究人员表示，这种机器人能执行像消毒伤口、消除皮肤皱纹、促进皮肤组织的新陈代谢等类型的工作。

这与德国马普智能系统研究所曾研究的另一种由磁铁激活的不用电池的机器人类似，

也可以将药物输送到目标位置，

结合人体内的特殊环境，甚至还可以配备传感器对身体状况进行追踪。

这也让小编想到，去年，

吉林大学的研究团队也开发出过一种不需外部电力驱动的“昆虫型四足机器人”，

通过吸管吹气改变其上方的湿度，它就会发生卷曲和形变，随后恢复原状。

重复改变湿度的过程也能够让它运动起来。

但很明显，与机器人hygrobot不同，它还需要一定的外力。

目前，研究人员正在拓展机器人hygrobot的运动能力，

并为其搭载传感器，使它能够对某种特定的气体做出反应。

团队表示，机器人hygrobot也将有机会在军事、工业，

特别是在电量不足可能造成安全隐患的医疗场景下实现应用！