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柔软的“蜻蜓”机器人帮助水体监测工作

仪表下游 2021年04月07日 10:36:58 来源:仪表网人气:24314
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  【仪表网 仪表下游】杜克大学的工程师们开发出了一种完全柔软的机器人,形状像蜻蜓,旨在滑过水面并对环境条件做出反应。这款名为DraBot的机器人完全不需要电子装置,可以对环境条件做出反应,比如pH值、温度或是否存在油污。研究人员认为,该原理验证示范装置可以成为更先进的自主和远程环境机器人,能够帮助水体监测工作解决一系列问题。
 
  该项目的研究人员首先设计了一个基于苍蝇的软机器人。经过数次迭代,研究人员最终确定了蜻蜓的形状,并设计了一个内部微通道网络,使其能够通过气压进行控制。机器人的身体长约2.25英寸,翼展1.4英寸。
 
  水质监测,是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势,评价水质状况的过程。监测范围十分广泛,包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类:一类是反映水质状况的综合指标,如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等;另一类是一些有毒物质,如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。为客观的评价江河和海洋水质的状况,除上述监测项目外,有时需进行流速和流量的测定。
 
  该团队还在每个后翼下设计了靠近机器人身体的“气球”驱动器。当这些气球充气时,会使翅膀向上移动,让控制器告诉机器人去哪里。翅膀上涂有自愈性水凝胶,使其对水的pH值变化做出反应。
 
  内陆水体水质遥感监测是基于经验、统计分析或水质参数的光谱特性、选择遥感波段数据与地面实测水质参数数据进行数学分析,建立水质参数反演算法实现的。水质遥感监测方法可以反映水质在空间和时间上的分布情况和变化,发现一些常规方法难以揭示的污染源和污染物迁徙特征,而且具有监测范围广、速度快、成本低和便于长期动态监测的优势。
 
  当水呈酸性时,一个前翼与后翼融合,使机器人旋转一圈而不是直线行驶。当pH值恢复正常时,融合的翅膀就会分开,机器人就会对指令做出反应。研究人员还在机器人上放置了海绵,这些海绵会吸收油污并改变颜色,表明其存在。如果水温过高,DraBot的翅膀也会从红色变成黄色。
 
  资料来源:cnBeta.COM、百科
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