这款“吃金属”机器人可以沿着金属路径行走，无需使用电脑或电池。通过将电源单元连接到另一侧的轮子上，机器人可以自主导航离开胶带，前往铝表面。学分:宾夕法尼亚大学当谈到为移动机器人提供动力时，电池提出了一个有问题的悖论:它们包含的能量越多，重量越重，因此机器人移动所需的能量就越多。像太阳能电池板这样的能量采集器可能适用于某些应用，但它们不能快速或持续地提供足够的能量来持续行驶。宾夕法尼亚工程大学机械工程和应用力学系助理教授詹姆斯·皮库尔正在开发一种两全其美的机器人动力技术。他的环境控制电压源，或ECVS，就像电池一样工作，因为能量是通过反复破坏和形成化学键产生的，但它通过在机器人的环境中找到这些化学键来逃避重量悖论，就像收割机一样。当与金属表面接触时，ECVS装置催化与周围空气的氧化反应，用释放的电子为机器人提供动力。
皮库尔的方法是受动物如何通过寻找食物形式的化学键来为自己提供能量的启发。就像一个简单的有机体，这些ECVS动力的机器人现在能够寻找自己的食物来源，尽管缺乏“大脑”
在发表在《高级智能系统》上的编辑选择文章中的一项新研究中，皮库尔与实验室成员王敏和高月一起演示了一种轮式机器人，它可以在没有计算机的情况下导航环境。通过让机器人的左右轮子由不同的ECVS装置驱动，它们展示了一种基本的导航和觅食形式，机器人将自动转向它可以“吃”的金属表面
他们的研究还概述了没有中央处理器也能实现的更复杂的行为。通过ECVS单元的不同空间和顺序排列，机器人可以根据其食物来源的存在与否执行各种逻辑操作。
皮库尔说:“细菌能够通过一种叫做趋化性的过程，自主地向营养物导航，在趋化性过程中，它们感知并响应化学浓度的变化。“小型机器人对微生物有类似的限制，因为它们不能携带大电池或复杂的计算机，所以我们想探索我们的ECVS技术如何复制这种行为。”
在研究人员的实验中，他们将机器人放在铝表面，能够为其ECVS单元提供动力。通过增加阻止机器人与金属接触的“危险”，他们展示了ECVS单位如何既能让机器人移动，又能引导它走向更多的能源。
“在某些方面，”皮库尔说，“它们就像舌头，因为它们既能感知能量，又能帮助消化能量。”
一种危险是绝缘胶带的弯曲路径。研究人员表明，如果机器人的EVCS单元被连接到另一侧的轮子上，它将自动沿着两条线之间的金属车道前进。例如，如果车道向左弯曲，机器人右侧的ECVS将首先开始失去动力，使机器人的左轮减速，并使其转向远离危险。
另一个危险是粘性绝缘凝胶的形式，机器人可以通过在上面行驶来逐渐清除它。由于凝胶的厚度与机器人的电子CVS单元可以从其下方的金属中吸取的能量直接相关，研究人员能够表明机器人的转弯半径对这种环境信号有反应。
通过了解ECVS装置可以接收的线索类型，研究人员可以设计出不同的方法，将它们融入机器人的设计中，以实现所需的导航类型。
皮库尔说:“将ECVS单元连接到相对的电机上，可以让机器人避开它们不喜欢的表面。“但当ECVS装置与两个电机并联时，它们就像一个‘或’门一样运行，因为它们忽略了仅在一个电源下发生的化学或物理变化。”
“我们可以使用这种线路来匹配生物偏好，”他说。“能够区分危险和需要避免的环境，以及只是不方便且必要时可以通过的环境，这一点很重要。”
随着ECVS技术的发展，它们可以被用来为自主的、无计算机的机器人的更复杂和更灵敏的行为编程。通过将ECVS的设计与机器人需要操作的环境相匹配，皮库尔设想微型机器人可以在瓦砾或其他危险环境中爬行，将传感器带到关键位置，同时保护自己。
皮库尔说:“如果我们有不同的ECVS，适应不同的化学物质，我们就可以让机器人避开危险的表面，但通过阻挡目标的表面提供动力。”。
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
