研究人员开发出自供电的虫形机器人 可以在水中滑行以检测环境数据

盖世汽车讯 据外媒报道，纽约州立大学宾汉姆顿大学（Binghamton University, State University of New York）的研究人员开发出可以在水中滑行的自供电“虫子（bug）”，有望彻底改变水下机器人技术。相关研究成果已发表在期刊《先进材料技术》（Advanced Materials Technologies）上。

图片来源：Binghamton University, State University of New York

未来主义者预测，到2035年，将有超过一万亿个自主节点作为“物联网”的一部分集成到人类的所有活动中。不久的将来，几乎所有物体，无论大小，都将在无需人类参与的情况下向中央数据库提供信息。

但该设想遇到的问题是，地球表面的71%由水覆盖，而水生环境带来了严峻的环境和物流问题。为了应对这些挑战，美国国防部高级研究计划局（DARPA）启动了一项名为“海基物联网（Ocean of Things）”的计划。

在过去十年里，宾汉姆顿大学教授、托马斯·J·沃森工程与应用科学学院（Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science's Department）电气与计算机工程系教员暨先进传感技术与环境可持续性研究中心（CREATES）主任Seokheun（Sean）Choi一直致力于开发由细菌驱动、保质期可达100年的生物电池。最近，Choi与Anwar Elhadad博士和博士生Yang（Lexi）Gao成功开发出可自供电的虫形机器人。

这种新型水下机器人采用了类似的技术，因为与太阳能、动能或热能系统相比，这种技术在恶劣条件下更可靠。一侧亲水、另一侧疏水的Janus界面可以从水中吸入营养物质并将其留在设备内，以促进细菌孢子的产生。

Choi教授表示：“当环境对细菌有利时，这些细菌会变成营养细胞并产生能量。但当条件不利时，例如天气寒冷或缺乏营养物质时，这些细菌则会变回孢子。通过这种方式，我们就可以延长机器人的使用寿命。”

宾汉姆顿团队的研究表明，发电量接近1毫瓦就足以驱动机器人的机械运动和任何可以跟踪环境数据的传感器，如水温、污染程度、商船和飞机的动向以及水生动物的行为。

与当前的“智能浮标（smart float）”，即固定在一个地方的固定传感器相比，能够将机器人送到任何有需要的地方显然是一种技术进步。

改进这些水下机器人的下一步是测试哪种细菌最适合在压力大的海洋条件下产生能量。Choi表示：“我们使用的是非常常见的细菌细胞，但我们还需要进一步研究，以了解这些海洋区域实际生活着什么生物。此前，我们的另一个想法证明了多种细菌细胞的组合可以提高可持续性和动力。也许通过机器学习，我们可以找到细菌种类的最佳组合来提高功率密度和可持续性。”