在科學(xué)機(jī)器人學(xué)的一篇論文中，來自加州大學(xué)洛杉磯分校Samueli工程學(xué)院的材料科學(xué)家描述了一種游泳機(jī)器人的新設(shè)計(jì)，該機(jī)器人既可以通過持續(xù)照明提供動(dòng)力也可以通過持續(xù)照明操縱。

這種被稱為OsciBot的裝置，因?yàn)樗ㄟ^擺動(dòng)尾部而移動(dòng)，最終可能導(dǎo)致遠(yuǎn)洋機(jī)器人和自主艦船的設(shè)計(jì)。它的設(shè)計(jì)靈感來自一種稱為趨光性的自然現(xiàn)象 - 朝向或遠(yuǎn)離光源的運(yùn)動(dòng) - 在整個(gè)動(dòng)物王國中都可以找到。例如，水母和飛蛾都被光吸引。

OsciBot證明，通過振蕩移動(dòng)可以直接為恒定光提供動(dòng)力，而不是依賴于已經(jīng)收獲并存儲(chǔ)在電池中的光能。它完全由一種稱為水凝膠的柔軟材料制成，當(dāng)放入水中時(shí)會(huì)膨脹并對(duì)光線敏感。該設(shè)備不需要電池或需要連接到另一個(gè)電源。

研究人員的第一個(gè)目標(biāo)是確定他們是否可以創(chuàng)造一種使用恒定能源來使物體以振蕩模式移動(dòng)的新方法。

為此，他們建造了一個(gè)2厘米長的柔性圓筒，并將其固定在水箱底部。當(dāng)他們將一束光引導(dǎo)到圓柱體時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)光線使其每分鐘彎曲的速度達(dá)到66次- 并且通過移動(dòng)光源的位置，它們可以指示設(shè)備左右彎曲上和下。

研究人員還確定，設(shè)備振蕩的速度可以根據(jù)氣缸的長度和厚度以及使用的光量進(jìn)行調(diào)整。

在了解如何制造擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的情況下，該團(tuán)隊(duì)使用相同的水凝膠制造了一個(gè)形狀像長方形沖浪板的機(jī)器人，具有延伸的水下尾翼。

當(dāng)來自激光的光照射到尾部的一個(gè)點(diǎn)上時(shí)，該點(diǎn)會(huì)加熱。溫度的輕微升高導(dǎo)致機(jī)器人的一部分噴出一些水并且體積縮小，這使尾部朝向光源移動(dòng)。向上移動(dòng)后，尾部會(huì)產(chǎn)生陰影，冷卻激光最初與機(jī)器人接觸的部分，導(dǎo)致尾部再次下降。

只要光線照射到目標(biāo)點(diǎn)，該過程就會(huì)重復(fù)，從而產(chǎn)生拍打動(dòng)作。研究人員觀察到尾部每分鐘拍打35次，速度足以使機(jī)器人每分鐘移動(dòng)1.15倍的體長 - 或者是由間歇性光源驅(qū)動(dòng)的類似機(jī)器人的兩倍。

“通常情況下，產(chǎn)生振蕩依賴于間歇性能量輸入，例如脈沖光或交流電流，”加州大學(xué)洛杉磯分校材料科學(xué)與工程助理教授，該研究的首席研究員Ximin He說。“相比之下，這項(xiàng)研究顯示了一種產(chǎn)生振蕩的新方法，即通過使用恒定的能量輸入，可以從周圍環(huán)境輕松獲取，并且便于利用。”

研究人員還發(fā)現(xiàn)，通過重新定位光線，它們可以使機(jī)器人繞微小彎道轉(zhuǎn)向，這表明光線也可用于操縱設(shè)備。