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“飞鱼”机器人使用水反应性燃料跳跃和滑行

受生物启发的机器人使用环境中的水来产生气体,并从水面将其自身发射出去。该机器人起飞后可在空中飞行26米,可用于在危险和混乱的环境中收集水样,例如在洪水期间或监测海洋污染时。

在这些情况下,可以从水过渡到空气的机器人是可取的,但是发射需要很大的动力,这在小型机器人中很难实现。

现在,伦敦帝国理工学院的研究人员发明了一种仅在燃烧室内仅需0.2克电石粉的系统。唯一运动的部分是一个小型泵,该泵从机器人所处的环境(例如湖泊或海洋)中吸水。

然后,水和碳化钙粉末在反应室中合并,生成可燃的乙炔气体。当气体点燃并膨胀时,它将水作为喷射流排出,从而推动机器人脱离水并滑入长达26米的滑行。

该机器人的详细信息已于2019年9月11日在《科学机器人》杂志上发表。

只有一个运动部件

Imperial空中机器人实验室主任首席研究员Mirko Kovac博士说:“水到空气的过渡是一个耗费功率的过程,而对于需要轻量化的小型飞行器来说,这是很难实现的。

“我们已经使用了具有水反应性的化学物质来减少机器人需要携带的材料。由于燃烧室是被动填充的,环境水充当活塞,因此我们可以通过一个运动部件(即将水与燃料混合的泵)创建完整的燃烧循环。”

该小组在实验室,湖泊和波浪罐中对机器人进行了测试,表明即使在相对恶劣的条件下,它也可以从水面逃脱。尽管类似的机器人通常需要在安静的条件下才能从水上跳下来,但该团队的发明产生的力是机器人重量的25倍,因此克服波浪的机会更大。

下一个:现场试验

仅重160克的机器人在重新装满水箱后可以“跳跃”多次。与电动机器人相比,这可以使其漂浮在水上并在不增加功率的情况下在多个点进行采样,从而在更长的距离上节省了能量。

该团队目前正在与瑞士的合作伙伴合作,使用先进的材料制造新的车辆,并开始在各种环境下对该机器人进行现场试验,包括监测珊瑚礁周围的海洋和海上能源平台。

该论文的第一作者Raphael Zufferey说:“这类低功率,无需系绳的机器人在通常需要大量时间和资源进行监视的环境中(包括在洪水或核事故等灾难发生后)确实很有用。”

测试是在Brahmal Vasudevan多地形机器人竞技场中进行的,该竞技场是由Brahmal Vasudevan先生提供的慈善礼物建立的。

参考:“由水反应性燃料引起的连续水上滑翔”,作者是R. Zufferey,A.Ortega Ancel,A.Farinha,R.Siddall,SF Armanini,M.Nasr,RV Brahmal,G.Kennedy和M.Kovac。发表在《科学机器人》上。

伦敦帝国理工学院海莉·邓宁(Hayley Dunning)

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