使用自持水凝胶振荡器构建的软战术游泳机器人

加州大学洛杉矶分校(UCLA)和洛杉矶加州纳米系统研究所的研究人员最近开发了一种基于自持水凝胶振荡器的软游泳机器人。该机器人在《科学机器人》杂志上发表的一篇论文中提出，无需电池即可在恒定光输入下运行。

“当我在柔软，快速响应的水凝胶柱子上照亮光线时，我观察到该柱子开始围绕光束振荡，”赵宇森博士说。参与研究的学生说。“这对我来说非常有趣，我想知道：恒定的输入量如何产生间歇性的输出?在什么条件下会发生振荡?它的动力足以推动并在水中游泳并最终导致太阳帆吗?问题，我继续进行系统研究以实现这些目标。”

Zhao和他的同事开发了一种由光响应性软凝胶制成的软振荡器，该凝胶成型为柱状或条状。当光线照射到此凝胶柱的某个点时，它会被自动吸收并转化为热量。机器人上局部受热的斑点会使其喷出一些水并缩小体积，从而导致其尾巴朝向光源弯曲。

赵说：“弯曲后，尾巴本身会挡住光线。” “因此，阴影点立即冷却并再次膨胀，这导致尾巴再次下降。此过程迅速重复，从而导致拍打动作持续到光亮为止。”

由于凝胶柱在成分上是均匀的并且在几何上对称，因此它能够响应来自任意方向的光，该方向几乎可以覆盖整个3D空间。振荡器具有接近无限的自由度，这对机器人技术来说是一个重要的优势。

研究人员对他们的游泳机器人进行了评估，使其身体漂浮在水面上，尾巴在水线以下，以确定其设计的有效性。他们发现，当光线照在机器人的尾巴上时，它会上下摆动，最终为机器人提供动力使其远离光线。沿光源方向移动的这一独特功能模仿了许多活体动物(如浮游生物和飞蛾)的趋光行为，提供了一种有用的导航和通过遥控器进行操纵的方式。