由合成血液驱动的机器人鱼只是保持游泳

生物是非常复杂的，当我们制造机器人(甚至是生物启发的机器人)时，我们大多只是尝试尽我们所能来匹配动物的功能，而不是它们的结构细节。一个例外是液压机器人，其操作原理与蜘蛛相同，通过泵送加压流体来移动肢体。然而，这更像是一种副作用，而不是实际的生物灵感，因为蜘蛛仍然击败机器人，因为他们将血液用作液压液，并用血液做其他所有事情，比如在需要的地方运输营养物和氧气。

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在本周发表在“ 自然”杂志上的一篇论文中，来自康奈尔大学和宾夕法尼亚大学的研究人员展示了一种机器人鱼类，它使用通过人工循环系统泵送的合成血液，为肌肉和分布式电源提供液压动力。他们提出的系统“将液压传动，驱动和储能的功能结合到一个集成的设计中，几何上增加了机器人的能量密度，使其能够长时间运行”，这听起来很神奇，不是吗?

这种鱼不会赢得任何冲刺，但它具有令人印象深刻的耐力，最大理论操作时间超过36小时，同时游泳1.5体长，每分钟，分钟。关键在于鱼的血液，除了为软质执行器提供液压动力外，还可作为氧化还原液流电池的一半。血液是液体三碘化物阴极，其循环通过浸没在电解质中的锌细胞。当锌氧化时，它释放电子，为鱼的微控制器和泵提供动力。这个动力系统的理论能量密度是每升322瓦时，或大约是每升676瓦时的一半，你可以在特斯拉的锂离子电池中找到它。

机器人鱼的内部包括两个泵，带翅片致动器的模制硅树脂外壳，微控制器，以及包含柔性电极和包裹在柔软硅树脂皮中的阳离子交换膜的合成血管系统。

传统的电池可能更加能量密集，但如果想要去任何地方，特斯拉也必须在电机和电池周围加电。通过使用其血液驱动液压执行器，这种鱼效率更高。在鱼的内部是两个独立的泵，每个泵能够将血液从各种储存器泵送到(或从)致动器中。将来自背刺的血液泵入胸鳍将鳍从身体向外推，并将血液从尾巴的一侧泵送到另一侧并再次返回导致游泳运动。

总的来说，这种鱼含有大约0.2升的血液，分布在整个人造血管系统中，该系统设计在非常基本的水平上，类似于真正的心脏结构。鱼的其余部分由结构元素制成，有点像肌肉和软骨。尽管如此，最好不要在这个机器人和一只真正的鱼之间画出太多的相似之处，而且我们可能已经在整个“血液”的东西上略微落后了。但重点是，结合驱动，力传递和储能对于这种特殊的机器人具有显着的优势。研究人员表示，大量的优化也是可能的，这将带来性能和效率方面的好处。