机器人水蛇嗅探污染 [视频]

蜿蜒的蛇形机器人将在日内瓦湖放飞

当它在水中滑行时,它与鳗鱼的相似之处令人毛骨悚然——或许是一条从后院工具棚里借来的鳗鱼。

这就是 amphiBot——一个近一米长的黑黄相间的塑料装置,拥有机械的身体和动物的动作。这是一个由洛桑联邦理工学院(École Polytechnique Fédérale de Lausanne)的一群瑞士研究人员开发的仿生蛇形水下机器人。该机器人最初是为了帮助生物学家理解蛇类和两栖动物的神经生物学而开发的。

但现在,amphiBot 正在被拆解并重塑为一个稍大、更智能的蛇形机器人,承担着一项全新的任务:追踪淡水湖泊中的污染。

新的蛇形机器人被昵称为 Envirobot。它仍处于建造阶段,需要能够帮助它导航和执行收集任务的传感器。一旦投入使用,它不仅能像鳗鱼一样移动,还能采集水样,检测污染物,并通过蜂窝或无线网络将信息发送给研究人员。研究人员打算在未来几年内将 Envirobot 释放到日内瓦湖中。

洛桑联邦理工学院(EFPL)的机器人工程师 Alessandro Crespi 正在帮助建造该机器人,他说 Envirobot 是 amphiBot 的一大进步。首先,它是自主的,因此不需要遥控器就能从 A 点到达 B 点。

它还需要 GPS、外部天线和其他传感器等附加设备来帮助机器人检测其空间位置。然后它就可以开始追踪污染了。

Crespi 说:“项目的一大挑战是设法嵌入这些(污染传感器)。”通常,测量污染的实验室设备比构成蛇身的长约 15 厘米的连接模块要大得多。

这些设备包括用于检测铅等重金属的传统电化学传感器,以及含有对污染物敏感的细菌等生物体的生物传感器。

除了发送其采集样本的信息外,Envirobot 还能追踪污染物在水中的移动方式,以找出其来源。Crespi 说:“我们想追踪(化学物质)流向污染源,看看浓度最高的地方在哪里,”这类似于狗寻找零食的方式。只不过机器人可能会找到化肥径流或化学品泄漏。

Envirobot 由环氧树脂 3D 打印而成。Crespi 说:“一般来说 3D 打印的材料是多孔的”,但环氧树脂不是;“这种材料保证防水。”他还说,3D 打印允许团队打印出其他方法难以甚至不可能生产出的形状,比如电池的凹形外壳。

但为什么要用蛇来追踪污染呢?佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的博士后研究员、生物学家 Henry Astley 说:“蛇在(导航)拥挤的系统或任何混乱的系统方面都非常非常出色。”

尽管 Crespi 尚未得到科学验证,但他推测:“一个像七鳃鳗一样的机器人会在水中产生更小的湍流,这意味着如果水中存在污染物,我们将比传统螺旋桨搅动的污染更少。”

当然,如果你是 51% 害怕蛇的人之一(根据 2001 年盖洛普民意调查),观看这段 amphiBot 轻松超越人类竞争者的视频可能不会让你感到安慰。

Crespi 说不用担心:“游泳者不是奥运冠军——他相对较慢。我认为机器人无法与优秀的游泳者竞争。”

 

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