美國紐約州立大學(xué)賓漢姆頓分校團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種能夠在水面上滑行的自供電“蟲子”，有望推動(dòng)水上機(jī)器人技術(shù)發(fā)展。研究成果發(fā)表在近期《先進(jìn)材料技術(shù)》上。

科學(xué)家預(yù)測，到2035年將有超過一萬億個(gè)自主節(jié)點(diǎn)作為物聯(lián)網(wǎng)的一部分融入人類的所有活動(dòng)中，幾乎任何物體(無論大小)都會(huì)向中央數(shù)據(jù)庫提供信息，且這一過程無需人類參與。但地球表面71%的面積被水覆蓋，為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，美國國防高級研究計(jì)劃局(DARPA)啟動(dòng)了一項(xiàng)名為“物聯(lián)網(wǎng)海洋”的項(xiàng)目。

圖片:搜狗截圖20240826153012.png

一種能夠在水面上滑行的自供電“蟲子”機(jī)器人。

過去10年，研究團(tuán)隊(duì)在美國海軍研究辦公室的資助下，致力于開發(fā)使用壽命至少為100年的細(xì)菌供電生物電池。最新的“蟲子”機(jī)器人也采用了類似技術(shù)，因?yàn)樵趷毫訔l件下，這種技術(shù)比太陽能、動(dòng)能或熱能系統(tǒng)更可靠。機(jī)器人界面一側(cè)親水，另一側(cè)疏水，可從水中吸收營養(yǎng)物質(zhì)并將其保留在設(shè)備內(nèi)，為細(xì)菌孢子的生長提供能量。

當(dāng)環(huán)境對細(xì)菌有利時(shí)，細(xì)菌會(huì)變成營養(yǎng)細(xì)胞并產(chǎn)生能量；當(dāng)環(huán)境不利時(shí)，如天氣非常寒冷或缺乏營養(yǎng)，它們就會(huì)變回孢子。如此可延長使用壽命。

研究表明，細(xì)菌供電的發(fā)電量接近1毫瓦，足以驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械運(yùn)動(dòng)以及可跟蹤環(huán)境數(shù)據(jù)(如水溫、污染水平、商業(yè)船只和飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)以及水生動(dòng)物的行為)的傳感器。“蟲子”機(jī)器人可被派遣到任何需要的地方，比起目前的“智能浮標(biāo)”(固定在一個(gè)地方的固定傳感器)，有了很大進(jìn)步。