影/免馬達、電池!這艘 3D 列印潛艇靠「溫差」就會游

影/免馬達、電池!這艘 3D 列印潛艇靠「溫差」就會游
▲科學家以巧妙的機關,賦予小潛艇免馬達、電池也能移動的能力。(圖/翻攝自 Youtube)

陳建鈞/綜合報導

電力、燃料的限制一直是機器人應用上的難題之一;因此,瑞士蘇黎世聯邦理工學院與美國加州理工學院合作,以 3D 列印技術製作出一架無須馬達、電力,靠著「水溫」就能移動的潛水艇。

▲外國學者合力研發的 3D 列印潛艇,透過溫度差就能前進、後退。(影片/取自 YouTube,若遭移除請見諒)

這艘潛水艇長 7.5 公分,外觀猶如河邊的觀光小船,它無須電力、燃料、馬達的奧秘,就在於內部使用的「形狀記憶聚合物」,會對環境水溫差異做出反應,擺動兩對划槳控制潛水艇前進、後退。

根據《Digital Trends》報導,該研究負責人 Kristina Shea 表示,「機器人會以類似划船,以及青蛙、水蠅的運動姿態,擺動划槳推動自己前進。」

形狀記憶聚合物如同這艘潛水艇的「肌肉」,當處於溫水之中時,「肌肉」會膨脹,推動划槳機關使潛水艇移動。

▲潛艇內部的形狀記憶聚合物。(圖/翻攝自 Youtube)

Shea 解釋,「形狀記憶聚合物在加熱狀態時,可以從原來的形狀被『設定』成另一種形狀,冷卻下來後,聚合物會維持被變更的姿態,但仍記憶著原先形狀,一旦再次受熱,便會還原本來的模樣。」

正是這種特性,使形狀記憶聚合物能成為潛水艇的肌肉,推動它前進,但目前這項技術處於非常初步的階段,每個形狀記憶聚合物只能執行一次性推槳,需要科學家重新手動「設定」,才能再次使用。

▲這艘迷你 3D 列印潛艇概念圖(圖/翻攝自蘇黎世聯邦理工學院)

雖然暫時不具實用價值,這項成果仍證明此種無須電力、馬達的動力模式有一定可行性;研究團隊認為,未來這項技術可為海洋探勘機器人提供低成本動力源,且不限於溫差,酸度、鹽度或許都能是驅動機器人的「開關」。

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