科学家制成迄今最轻快全功能机器人：以昆虫为模型，轻至 8 毫克

据物理学家组织网报道，美国华盛顿州立大学科学家以昆虫为模型，开发出一个迷你虫子和一个迷你水黾机器人，是迄今为止已知的最小、最轻、最快的全功能微型机器人。据介绍，它们的体重分别为8毫克和55毫克，且都能以每秒6毫米的速度移动，未来有望用于人工授粉、搜救、环境监测、微型制造或机器人辅助手术等领域。研究团队指出，这两款微型机器人的“秘密武器”是能使其移动的微型致动器。借助新的制造技术，他们将致动器小型化到重量不足1毫克，是迄今已知为微型机器人开发的最小、移动速度最快的致动器。这种致动器使用的材料是形状记忆合金，这种材料在加热时会改变形状。与移动机器人一般使用的电机不同，这些合金不包含任何移动部件或旋转部件。形状记忆合金通常不用于大型机器人运动，因为它们太慢了。致动器由两条直径为1/1000英寸的微小形状记忆合金线制成，只要有少量的电流，电线就可以很容易地加热和冷却，使机器人能够以每秒40次的速度拍打鳍或移动脚。在初步测试中，该致动器还能够举起150倍于其自身重量的重物。via匿名标签:#机器人频道:@GodlyNews1投稿:@GodlyNewsBot

澳大利亚科学家利用红血球创造出了世界上最小的胡子

澳大利亚科学家利用红血球创造出了世界上最小的胡子MCN工程与运营经理伯尼-奥勒鲁普（BernieOrelup）说："制作小胡子的过程就好比制作一个微型'Mr.Potato'人偶配件，我们将3D打印的聚合物树脂层叠在一根细小的柄上，然后用微型机械手将其巧妙地固定在一个红细胞上，从而精心制作出了这个小'Mo'。"血细胞从自愿捐献者的样本中分离出来，固定在涂金载玻片上，然后涂上一层15纳米厚的金属，成品艺术品的图像是用扫描电子显微镜（SEM）拍摄的。"为什么"要这么做可能是大多数人都会问的问题，而这不仅仅是一个制作微型艺术品的问题。该活动鼓励男性在一个月内从头开始留胡子，以提高人们对前列腺癌、睾丸癌以及男性自杀等问题的认识。这次的目标是强调献血的重要性。澳大利亚红十字会生命之血发言人艾莉森-古尔德（AlisonGould）说："献血不仅是帮助同伴的一种方式，也是在挽救生命的同时了解自身健康状况的好方法，每次献血都包括检查心率、血压，我们还会检查新男性献血者体内的铁储存水平。虽然这个小胡子很小，但我们希望它能产生很大的影响，激励一些男性（和女性）献血，为男性健康尽一份力。"您可以在下面的视频中仔细观察这款微型小胡子。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1398739.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1398739.htm

科学家借助仿生学意外地创造出世界上最轻的涂料

科学家借助仿生学意外地创造出世界上最轻的涂料以孔雀的羽毛为例。孔雀羽毛中的亚显微脊线和轮廓会使光线发生衍射，从而产生我们所看到的彩虹色和绿色。这种自然色彩被称为结构性色彩。中佛罗里达大学的科学家们已经开发出一种"独一无二"的涂料，模仿我们在自然界看到的结构性色彩。研究报告《超轻质子结构颜色涂料》的共同作者DebashisChanda和他的团队无意中发现了这一发现。最初的目标是使用电子束蒸发器制作一个长的连续铝镜。然而，在无数次失败的尝试之后，他们注意到铝结成一团，形成微观的"纳米岛"。这种结块使镜子无法形成镜子所需的高反射率表面。放大10倍的孔雀羽毛的丝状物。图片来源：WaldoNeil然而，他注意到，当环境光照射到纳米颗粒时，铝的电子变得激动起来，导致它们振荡。此外，电子与不同波长的光发生共振，这取决于纳米粒子的大小。白光打在不平坦的表面上，在最后反射成单一颜色之前，在其脊背上反弹。Chanda说："只要改变纳米粒子的尺寸，你实际上就可以创造出所有的颜色。"因此，该团队开始努力创造各种颜色的涂料，在双面镜中生长铝纳米片，然后专门将它们"溶解"成糖粉一样的灰尘。然后，他们将各种颜色的材料与粘合剂混合，制成涂料。由于其结构性质，只需要一个非常薄的涂层就可以给一个表面着色。他说，一滴葡萄干大小的涂料就能涂满一扇门的两面。这一特性使其成为超轻产品，这对航空业可能有极大帮助。一架波音747需要大约1000磅的油漆。Chanda估计，用他的团队的结构性颜色涂抹一架喷气机，只需要不到三磅，可以节省超过997磅的重量。这对于一个重量仅在100万磅以南的飞机来说，可能看起来并不重要。然而，仅仅节省一点重量，就可以转化为大量的燃料节省。国际航空贸易协会的发言人说："鉴于燃料已经是最大的一笔运营费用[去年约占30%]，航空公司总是对提高燃料效率感兴趣。"例如，美国航空公司估计，通过从其飞机上删除仅67磅的飞行员手册，它每年就节省了40万加仑的燃料和120万美元，通过改用较轻的油漆，从其737飞机上减去62磅，在2021年又节省了30万加仑。这种油漆的另一个优势是它的耐久性。由于太阳的氧化作用，航空公司每年最多重新给飞机喷漆四次。结构性颜色在阳光下不会褪色，这意味着只有当想改变颜色时才需要重新喷漆。油漆的最后一个特性使它有助于保持凉爽的环境。大多数飞机是白色的，以尽可能多地反射光线。吸收的红外辐射会被截留，使内部更加温暖。自然界有各种方法来增加颜色。结构散射是昌达的油漆所使用的机制。在蝴蝶翅膀（和孔雀羽毛）中发现的片状纳米结构散射入射光的蓝色成分，产生其特有的金属蓝色。初步测试表明，该团队的着色剂比传统油漆保持20-30华氏度的表面温度，无论颜色如何。它是喷涂飞机、汽车、房屋和其他建筑物的理想选择。如果它能将室内温度降低哪怕15度，就能节省大量用于空调的能源。研究人员现在面临的唯一问题是可扩展性。他们拥有制造小瓶的设备，但必须生产更多的小瓶才能真正实现商业化。该实验室正在寻求商业伙伴，以帮助将该涂料推向市场。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350927.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350927.htm

科学家用植物水凝胶制造可导航、可改变形状的微型机器人

科学家用植物水凝胶制造可导航、可改变形状的微型机器人与刚性微型机器人不同，软性微型机器人对组织更友好，因为它们可以轻松通过或挤入生物系统。然而，挑战在于如何制造出能够感知和适应环境的软微型机器人，而且由于它们是异物，不会引发免疫反应。英国滑铁卢大学（UniversityofWaterloo）的研究人员开发了一种生物相容性植物水凝胶，用于制造可导航的微型机器人，这种机器人能够根据外部化学刺激改变形状。该研究的通讯作者哈迈德-沙沙万（HamedShahsavan）说："在我的研究小组中，我们正在连接新与旧。"我们利用水凝胶、液晶和胶体等传统软物质，推出了新兴的微型机器人。"这种微小的软机器人最长只有0.4英寸（1厘米），由先进的水凝胶复合材料制成，其中包括可持续的、植物提取的纤维素纳米颗粒。除了具有生物相容性和无毒性外，这种材料还能自我修复；它可以切割，然后再粘合在一起，无需胶水或其他粘合剂，就能形成不同的形状，用于不同的应用。当受到化学刺激时，水凝胶会改变形状，研究人员可以随意调整纤维素纳米粒子的方向，从而"编程"机器人的形状变化，这对于软体机器人来说是一项重要的能力。研究人员设计并测试了两个具有pH响应的小型机器人。第一个机器人能够在pH值的触发下抓取、转移和释放球形或不规则的软生物货物。第二个机器人可以利用磁场通过远程导航在迷宫中转移轻型货物，如下面滑铁卢工程公司制作的视频所示。完成迷宫后，盐酸会使机器人展开并放下货物。研究人员说，水凝胶的pH响应特性意味着微型机器人有可能用于原生pH值较高的人体器官，并有能力耐受酸性pH环境，如膀胱。研究人员计划改进他们的设计，然后在实际应用中进行测试，包括开发一种机械性能更强的水凝胶配方，以提高承载能力。他们还计划将机器人微型化到纳米级尺寸，以便用于治疗或诊断。这种植物基水凝胶的开发标志着人们不再使用由天然聚合物组成的水凝胶，其中一种天然聚合物是从动物组织中提取的明胶。在最近的另一项研究中，来自新南威尔士大学悉尼分校（UNSW）的研究人员创造了一种实验室制造的水凝胶，这种水凝胶模仿人体组织，具有抗菌和自我修复功能，但不使用动物产品。该研究的第一作者阿什利-阮（AshleyNguyen）说："天然水凝胶在社会中广泛使用，从食品加工到化妆品，但需要从动物身上采集，这就带来了伦理问题。另外，动物提取的材料用于人体也有问题，因为会产生负面的免疫反应"。新南威尔士大学的研究人员转而使用所谓的"色氨酸拉链"（或称Trpzip）来制造水凝胶，Trpzip是含有多个色氨酸的氨基酸短链，可作为拉链促进自组装。新南威尔士大学的Trpzip水凝胶不含动物产品图/新南威尔士大学悉尼分校"我们认为，Trpzip水凝胶和类似材料将为动物源性产品提供更统一、更具成本效益的替代品，"该研究的通讯作者克里斯托弗-基利安（KristopherKilian）说。"如果我们的材料能减少科学研究中使用的动物数量，那将是一个巨大的成果。"滑铁卢大学的研究和新南威尔士大学的研究均发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391889.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391889.htm

科学家创造出一种可以拯救生命的粘液

科学家创造出一种可以拯救生命的粘液磁性粘液机器人听起来不像是有实际医疗用途的东西，而更像是电影中的生物，但这样的发明有可能被用来帮助病人。它是由一群来自中国香港的科学家创造，目的是在整个身体内进行操纵并能捡起要取出的物体。粘液机器人的特质是使其完美的原因。据悉，它是由一种非牛顿流体制成的，为聚乙烯醇和硼砂的组合。这意味着，当受到高速力的冲击时它就像一个固体物体。在较慢的力作用下，它作为一种液体。这使它成为在身体无数细小的角落和缝隙中航行的理想选择。用一个完全固体的工具把物体从身体里取出来要困难得多。不过有了可塑性强的东西如磁性粘液机器人，它可以更容易地完成任务。它被称为“磁性”，因为它可以由磁铁控制，从而使医生能让粘液直接去它需要的地方。然后粘液可以到达并包裹住物体并将它们移出身体。粘液机器人如何在医学上使用创造粘液机器人的研究人员建议，这项技术的主要用途是在消化系统内。这样，它可以被用来捡起被吞下并需要从体内取出的异物。这方面的一个例子是防止诸如电池等物体的伤害。电池的泄漏是有毒的，但如果粘液能够捕获并包裹它，这将防止任何化学物质在体内造成破坏。然而磁性粘液机器人仍存在一些问题。而且这个概念还没有经过测试。一个问题是，粘液上的涂层是由二氧化硅制成的，这跟物品上那些旨在保持新鲜的小包装中的材料相同，上面总是写着“请勿食用”。这是因为它们对人体有毒。假设让二氧化硅包裹的粘液在体内停留很短的时间会更安全，如果有一个更有可能造成伤害的异物这可能是值得的。磁性粘液机器人需要在医疗环境中进行测试以便在未来使用，但目前还没有计划这样做。不过在未来，这种粘液可以拯救一些人的生命也不是完全不可能。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1301767.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1301767.htm

受蝗虫启发的微型机器人有望成为跳远冠军

受蝗虫启发的微型机器人有望成为跳远冠军跳高机器人采用了一种受叩头虫启发而设计的装置，其中一个微型线圈致动器拉动一个梁状机构。随着致动器被逐渐拧紧，它导致机械装置逐渐弯曲并储存弹性能量。一旦机构达到某个临界点，所有能量就会突然释放并放大，将机器人向上抛出。新型跳远机器人也采用了类似的系统，不过其灵感来自另一种昆虫-蝗虫的后腿。该装置的核心是一个三维打印的弹性四杆连杆，它通过一个盘绕的致动器（后者由热处理尼龙鱼线制成）的扭转获得预载。一旦释放出储存的弹性能量，机器人就会在垂直和水平方向上跳跃，其水平距离远远超过受"叩头虫"启发的前辈们。托菲克及其同事制造并测试了108个这样的机器人，其中最小的仅重0.216克，却能跳跃60倍于其身体长度的距离。希望有一天，这些机器人的后代能够使用电池供电，配备传感器，应用于农作物监测或机械内部检查等领域。"据我所知，这是第一次有人展示昆虫级机器人的长距离跳跃能力，"托菲克说。"这意义重大，因为它赋予了机器人有计划的机动性，现在它可以从A地跳到B地，穿越比它自身大小还要崎岖的地形。"您可以在下面的视频中看到其中一个机器人的行动。有关这项研究的论文最近发表在《智能材料与结构》（SmartMaterialsandStructures）杂志上。相关文章:微型机器人模仿叩头虫可轻易跳过障碍物...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1396953.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1396953.htm