当看到湖面上有着细长腿的黑褐色水黾可以在水面自由移动、，科学家受到启发想要设计一款可以在水面上浮游的仿生软体机器人。
ScienceRobotics2021年12月1校殷亚东教授课题组的研究“Light-poweredsoftsteamenginesforself-adaptiveoscillationandbiomimeticswimming”，介绍了该课题组制造的以光为驱动，以水为燃料，将光能转化为热能，利用水的蒸发推动机器人在水面游动的仿生浮游软体机器人。络绎科学精选了该论文，与读者共同探讨这种新型仿生浮游软体机器人的工作原理及应用前景。
论文基本信息
殷亚东，加州大学河滨分校教授
论文标题：
Light-poweredsoftsteamenginesforself-adaptiveoscillationandbiomimeticswimming
领域方向：物理学、人工智能
DOI：10.1126/
：2021-12-1
期刊影响因子：23.748
JCR分区：Q1
在自然界中，振动无处不在，如细胞框架的振动、蜂鸟翅膀的振动、哺乳动物的心跳等，振动对于生物生存具有非常重要的作用，且生物振动还有一个特点就是可以根据环境变化调整频率。为了能够实现这样类似的生物振动功能，研究组需为仿生机器人配置振荡器，使其能够具备在非周期性刺激下进行规律性振荡，并对环境变化做出响应的能力。
对于配置振荡器而言，研究组需解决恒定能量输入下产生振动的有效机制匮乏这一问题。经研究，他们决定使用蒸汽机原理来制造仿生机器人。，他们又遇到了另一个问题，那就是“蒸汽机”的能量从哪里来？传统蒸汽机的能量来源于煤炭等燃料，而这不但容易产生环保问题，且需要进行大量的燃料囤积，问题。那么如何摆脱这种燃料限制呢？研究组最终选择了光驱动器。
最终，研究人员以水黾为灵感，光为驱动，水为燃料，将光能转化为热能，利用水蒸气推动，实现了这款仿生软体机器人的水面游动。其具体过程是：在阳光下，机器人的温度升高，“腿部”材料开始向上弯曲；随着光照的持续，温度继续升高，周围水开始蒸发，“腿部”材料开始膨胀；随后蒸汽被释放，“腿部”恢复到最初平衡的样子。机器人就是通过这种持续的机械振荡，再凭借底部材料的疏水性，在水面上实现了根据不同光照条件进行浮游。
这款机器人具备非常明显的优势，不仅自身无污染，还可能参与污水及漂浮物处理。，这种在持续光照下实现持续振动，从而适应外界环境变化的仿生软体机器人，或将使自适应软体驱动器和下一代智能仿生软体机器人在不久的将来成为可能。这也将是软体机器人里程碑式的一大进步。
参考