制造的甲醇動(dòng)力機(jī)器人甲蟲

它可以行駛數(shù)小時(shí)而無(wú)需加油。

食物是機(jī)器人的最大制約因素，這已經(jīng)不是什么秘密了。大多數(shù)機(jī)器人都需要它，并且它必須來(lái)自某個(gè)地方，通常是一個(gè)電池，因?yàn)闆]有很多其他好的選擇。但是，電池以能量密度低而著稱，而機(jī)器人越小，問題就越多。另外，需要轉(zhuǎn)換器以將存儲(chǔ)在電池中的能量轉(zhuǎn)換成有用的功，這對(duì)于小型機(jī)器人也是個(gè)問題。

在本周發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》雜志上的一篇文章中，位于南加州大學(xué)洛杉磯分校的研究人員談到了運(yùn)行于甲醇上的88毫克RoBeetle四足機(jī)器人。液體燃料產(chǎn)生的能量被用于推進(jìn)而不轉(zhuǎn)化為電能。

RoBeetle主體是一個(gè)方形的燃油箱，可以使用注射器通過(guò)進(jìn)口向其注滿甲醇。后對(duì)腿被鎖定，而前對(duì)腿被彈簧加載并連接到同時(shí)移動(dòng)它們的變速器上。RoBeetle設(shè)計(jì)有“人造肌肉”，可通過(guò)活動(dòng)擋板上的孔對(duì)甲醇蒸氣的催化氧化來(lái)加熱。實(shí)際上，它是一條細(xì)的鎳鈦合金絲，上面覆蓋著一層鉑作為催化劑。展開時(shí)，“肌肉”移動(dòng)前腿并關(guān)閉襟翼。在沒有甲醇蒸氣的情況下，反應(yīng)停止，金屬絲冷卻并收縮。這將打開風(fēng)門，并且循環(huán)重復(fù)進(jìn)行。視頻中清楚地顯示了該過(guò)程。最大行進(jìn)速度為0.76毫米/秒，一次充填155分鐘就足夠了。順便說(shuō)一句，微風(fēng)加快運(yùn)動(dòng)速度，促進(jìn)反應(yīng)。

RoBeetle的有效載荷可以達(dá)到230 mg，這對(duì)于無(wú)源傳感器來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了，但是，實(shí)際上，該機(jī)器人沒有實(shí)際用途，因?yàn)樗B續(xù)不斷地移動(dòng)直到燃料箱空了，并且只能一直向前行駛。此外，盡管甲醇的比能非常高，但這是給機(jī)器人供電的一種極其低效的方式，計(jì)算出的吞吐效率僅為0.48%。但是，RoBeetle清楚地展示了如何創(chuàng)建一個(gè)如此小的機(jī)器人，以至于電池功率基本上不適合它。事實(shí)是，市場(chǎng)上最輕的電池能夠提供足夠的能量來(lái)加熱執(zhí)行器，重量約為800毫克，比RoBeetle大了一個(gè)數(shù)量級(jí)。從這個(gè)角度來(lái)看，RoBeetle的有效性實(shí)際上是很高的。