郭一璞 发自 凹非寺 
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

水上漂？

就是古装武侠剧里，演员吊威亚来假装在水面上行走的轻功么？



不不不，我们说的是不用被空中的绳子牵着，自己就可以在水面上走的机器人。

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院的HAMR（哈佛动态微型机器人）团队就研发了这样一个会水上漂的机器人。除了水上漂，它还可以自己潜入水底，潜水行走，也可以在没有水的地面上行走。

可以说，是个陆地/水面/水底三栖机器人了。

水上漂

水上漂的体重只有1.6克，它的原型是水黾——漂浮在池塘水面上的昆虫。



水黾体型轻盈，借助水的表面张力，它的足部具有超强的疏水特性，可以让自己长期停留在水上，还能飞快的移动进行捕猎。

哈佛的这个水上漂机器人和水黾一样，也是依靠水的表面张力，让自己能漂浮在水上。



△ EWP就是电湿润垫，Flap即为被动襟翼

它长了4只“脚”，每只“脚”的上半部分是一块特殊的部件“电湿润垫”，可以通过调节电压改变自身的湿润性，能浮在水上，也能沉入水下。



而电湿润垫的下面，则是一对被动襟翼，它在机器人行走的前方闭合、后方张开，像划船的桨一样，推动机器人在水上前行。



当机器人在水上漂浮时，电湿润垫飘在水上，被动襟翼负责在水下“划桨”，于是，水上漂的功能就这样实现了。

水下趟



除了水上漂之外，这个机器人还可以把自己沉入水底，来躲避水面上的漂浮物。



前面说过，这个机器人可以通过调节电压来控制湿润性，影响亲水/疏水特性。

所以，当这个机器人需要沉到水下时，只要改变电压，让它变得更加亲水，电湿润垫侧面竖起来的部分就会亲水，导致水面没过平放的部分，电湿润垫沉下去，整个机器人也随之沉下去，变为潜水的运动状态。

不过，在水下潜水工作时，为了避免短路，研究人员往机器人身上涂了聚对二甲苯，一种经常用作薄膜和涂层的绝缘材料。

地上跑

其实，这台水上漂机器人已经是哈佛HAMR团队的第二代作品了。



在学会水上漂之前，这个机器人的“祖先”可以在陆地上行走，它体重2.8克，有两三个硬币那么长。

它以蟑螂为灵感设计，能以每秒钟10个自己身长的速度移动，换算成人类的话，大概秒速17米左右，几乎是在百米冲刺了。

不过，这个祖先比水上漂后台有一点优势：不需要栓绳子，自己就可以在石板路上愉快的奔跑了。

不过，它需要人工控制，还不会自动驾驶。

研发这台机器人的博士后研究员Kevin Chen介绍，未来，它可以用来在地震海啸等自然灾害后参与救援工作。陈博士预测，5~10年内，这个机器人可以实现商业化。

论文传送门

有兴趣的同学可以研究它的论文：
Controllable water surface to underwater transition through electrowetting in a hybrid terrestrial-aquatic microrobot
作者：Yufeng Chen, Neel Doshi, Benjamin Goldberg, Hongqiang Wang & Robert J. Wood
链接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-04855-9

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