一條魚靠「機械血液」續航 36 小時,背後是電池技術的突破

一條魚靠「機械血液」續航 36 小時,背後是電池技術的突破

最近,一條靠「機械血液」驅動的魚狀機器人登上了 Nature,它能夠在水裡游上 36 個小時。這條身長約 40 釐米的、以獅子魚為原型的機器魚,實際上是一個機器人,外殼為白色塑料,內部裝著電池組以及攜帶電能的「機械血液」——液壓流體。

這些液壓流體的作用下,這條機器魚能夠揮動「魚鰭」緩慢游動。值得注意的是,機器人內的液壓流體在傳遞電能的同時,也在傳遞動能。

一條魚靠「機械血液」續航 36 小時,背後是電池技術的突破

另外,由於這條機器魚使用了柔性材料,因此能夠製造出相對複雜的外觀,並且讓「機械血液」在機器人的血管系統中流動。

一條魚靠「機械血液」續航 36 小時,背後是電池技術的突破

▲ 機械魚的「魚骨」

這條魚意味著電池技術在形態上得到了突破,它通過將儲能、驅動這兩個功能都整合到液壓流體中,從而增加機器人的能量密度,控制產品體積同時增加續航。

一條魚靠「機械血液」續航 36 小時,背後是電池技術的突破

目前我們常用的電池都是固體的。若要提高產品的續航時間,往往需要將電池的能量密度變大、體積變大,這同時也會讓電子產品的整體體積增加。這種電池技術將為複雜環境下工作的工業機器人提供新的研究方向,尤其是柔性機器人的動力問題。

比如在危險複雜深海海域、核電站附近高放射性水域等地進行科考、清理時,能夠靈活移動、長時間續航的水下工業機器人就能夠大展身手。

在 2011 年日本福島核電站因地震海嘯出現核洩漏後,事故現場的勘測、清理工作就由各類特殊的機器人來執行。

一條魚靠「機械血液」續航 36 小時,背後是電池技術的突破

▲ 東芝研發的水下機器人

其中東芝開發了一款能夠克服高強度輻射,並且能夠進入反應堆內部進行檢查的機器人。然而這個機器人依然需要通過線纜遠距離操控。

相比之下,如果是柔性機器人來執行任務,就能更方便地擠進狹小的空間或者穿過會變化的障礙物。

一條魚靠「機械血液」續航 36 小時,背後是電池技術的突破

目前的柔性機器人,大多數是使用固體電池作為動力來源,通過泵入空氣等流體控制軟體組織,在整體外觀和電力系統的設計上依然處於相對原始的狀態。

一條魚靠「機械血液」續航 36 小時,背後是電池技術的突破

▲ 一個模仿章魚的柔性機器人,圖片來自 Nature

這條機械魚使用「機械血液」驅動的方式雖然依然處於學術研究階段,並未進行量產商用,但也在一定程度上預示著柔性機器人的技術方向。

總而言之,我們依然對能夠無線、遠距離操控,並且運動靈活、續航時間長的機器人有著強烈的需求

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