浮动软体机器人可以从水中去除油类和污染物

加利福尼亚大学河滨分校的工程师们创建了一种浮动的机器人薄膜，可以被训练来清除海上的油污或从饮用水中去除污染物。

这种新型薄膜由光能驱动，水为燃料，可以被部署到偏远地区进行清理，这对于许多没有充电设施的地区至关重要。

该研究发表在Science Robotics。

可持续的软体机器人

Zhiwei Li 是加利福尼亚大学河滨分校的化学家。

“我们的动机是让软体机器人变得可持续，并能够自适应环境的变化。如果使用阳光作为动力，这台机器就可以持续运行，不需要额外的能量来源，”Li 说。“这种薄膜也是可重复使用的。”

这种薄膜被称为 Neusbot，命名来自一种可以在水面上移动的动物类别。这种类别的昆虫可以通过脉动运动在湖面和缓慢流动的溪流上移动，这也是科学家们能够用 Neusbot 复制的。

这不是第一种对光线做出反应的薄膜，但之前的版本无法产生 Neusbot 可以产生的可调节和机械振荡。通过这种运动，它可以在任何水面上运行。

“使用光线实现可控运动的方法并不多，我们通过一种三层薄膜解决了这个问题，这种薄膜的行为类似于蒸汽机，”Li 说。

光作为动力来源

Neusbot 使用了一种类似于早期火车的原理来驱动它。然而，它不是使用蒸汽来驱动运动，而是使用光作为动力来源。

薄膜的中间层是多孔的，可以容纳水、铁氧化物和铜纳米棒。纳米棒将光能转化为热能，水蒸发并驱动水面上的脉动运动。

Neusbot 的底层是疏水的，这意味着它总是会浮回水面。纳米材料也可以在高盐浓度下保持稳定而不受损害。

“我对它们在高盐环境下的稳定性充满信心，”Li 说。

Neusbot 的方向可以通过改变光源的角度来控制。利用阳光的力量，机器人向前移动，但通过添加光源，Neusbot 可以被控制来游泳和清理。

其当前版本有三层，研究团队希望最终测试一种可以吸收油类或其他化学物质的第四层。

“通常，人们会派船到油污现场进行手动清理。Neusbot 可以像水面上的机器人吸尘器一样完成这项工作，”Li 说。

该团队还希望能够更精确地控制机器人的振荡模式，并赋予它更复杂的运动。

“我们希望证明这些机器人可以做到以前版本无法实现的许多事情，”Li 总结说。