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美开发“化学机器人” 能缩身变形自动降解

来源:新浪科技 作者: 2008-7-12
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摘要: 美国科学家日前称,他们最近与美国军方正式签署了合同,将研发一种神奇的软体“化学机器人”。这种机器人由柔性材料制成,能根据需要穿过狭窄的裂缝、门缝以及建筑物的空洞等,然后重新恢复原有的形状并继续执行任务。美国塔夫斯大学已经与国防部远景研究规划局签署了一份价值330万美元的合同,负责为军方研发软体“化学......




美国科学家日前称,他们最近与美国军方正式签署了合同,将研发一种神奇的软体“化学机器人”。这种机器人由柔性材料制成,能根据需要穿过狭窄的裂缝、门缝以及建筑物的空洞等,然后重新恢复原有的形状并继续执行任务。

  

美国塔夫斯大学已经与国防部远景研究规划局签署了一份价值330万美元的合同,负责为军方研发软体“化学机器人”。塔夫斯大学“化学机器人”研发小组汇集了来自生物学、生物工程学、基因工程学、纳米科学等多个领域的专家。远景研究规划局“化学机器人”研发项目督导米切尔•扎金表示,“化学机器人”是软体材料化学和机器人等多个领域最新技术成果的集中体现,是一种全新概念的机器人。如果研究进展顺利,“化学机器人”将能够极大地提升美国军队的技术优势和综合战力。而上述特点正是美国军方想要达到的。狭窄的裂缝、门缝和散布在建筑物的空洞——这些都有可能进入敌方目标内部的途径之一。“化学机器人”的尺寸必须足够小巧或是能自动收缩,以便携带有效载荷穿过狭长的缝隙。

  

科学家们表示,“化学机器人”可以挤入人类无法进入的各种狭小空间,替代人类完成各项作业。他们可以通过墙壁裂缝挤入建筑物内;可以在洞穴或墙壁缝隙中搜索和拆除爆炸物;甚至可以攀爬绳索和树木。此外,“化学机器人”还可伸缩自由,封装为体形更小的“化学机器人”。进入作业空间后,“化学机器人”会自动释放,开始实施更为精细的探测任务。“化学机器人”的软体特性恰好与自然界某些软体生物有着相似之处。因此,塔夫斯大学神经生物学家巴里•特里墨尔对毛毛虫的神经系统进行了长期的深入研究,希望能够为“化学机器人”找到类似的运动机制。目前许多刚性机器人具有类似于硬体生物的关节。而毛毛虫没有任何骨头和关节,仅仅依靠一个简单的大脑就可以自由地伸缩和蜷曲,而并不需要太多的神经系统。它们的肌肉可以对简单的大脑信号做出足够的反应。这些毛毛虫就是巴里的灵感来源。

  

该研究计划的第一阶段包括研制和寻找新型材料,并设计机器人构造图,以使其不但能够自由行动,而且可以在相应作用力(如电磁场、声音和化学制剂等)的影响下改变形状。美国防部国防先进技术研究局称:“化学机器人应成为柔性化学材料技术和机器人技术的综合体。我们的目的是要研制一种新型的柔软机器人。”具体说来,“化学机器人”必须具备以下特性:体积不应超过网球大小,能够以每分钟25厘米的速度持续行进5米,可将自身尺寸减少90%,能够穿过直径1厘米的缝隙并在15秒内重新恢复原有的形状。除此之外,机器人还必须能够在重新恢复形状后继续执行任务并具有“感官知觉”——以便感知存在的障碍和自己的形状。

  

通过采用生物学、生物工程学、基因工程学以及纳米科学等多个领域的先进技术,巴里与研发小组的同事们已经建起了一些模拟原型,希望能够模拟出毛毛虫的某些行为特征。塔夫斯大学生物医学专家戴维•卡普兰是“化学机器人”研发项目的联合负责人之一。他对“化学机器人”的研制和应用前景充满了信心。“‘化学机器人’采用了各种生物高聚物系统,将在更多重要领域得到广泛的应用,如医学、航天等领域。医生可以将‘化学机器人’注进患者体内,代替医生对患者实施手术,而无需开刀手术。手术完成后,‘化学机器人’也无需返回,自行在人体内分解消失。”

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