生物體的血液系統為器官輸送氧氣和營養,為所有細胞提供能量,將人體內部系統完美地聯合在一起運作。而機械人的各個單元部件十分獨立,如固態電池、摩打、冷卻系統等。

一組研究者仿照血液系統為機器魚設計了一套液體循環系統——「機械人血液」,集合儲存、運輸能量、傳遞泵壓、提供結構支撐等多種功能於一體,並且為機器魚提供長達近40小時的續航動力。

「自然界中很多生物都能長時間執行複雜的任務,而機械人做不到。」研究者之一康奈爾大學(Cornell University)機械和航空航天工程研究者Rob Shepherd說,「我們的仿生系統極大提升了系統的能量密度,讓機械人能活動更久。」

獅子魚使用起伏的扇形魚鰭自在地穿梭於珊瑚礁之間。這個研究組仿造獅子魚(lionfish)設計了一條在水中游動的軟件機器魚。

軟件機器魚採用裝有柔性電極的矽膠表皮和裏面的離子隔膜,可以彎曲具有韌性。互連的碘化鋅液流電池通過化學反應,為機器魚身上裝配的電泵和電子設備提供動力。而且液體自身傳遞電泵的壓力,讓魚鰭動起來。

研究者們稱他們設計的「血液系統」提供的能量密度約相當於特斯拉(Tesla )S型電動車所用的鋰離子電池能量的一半。

實驗顯示,這種液體能量系統支持機器魚逆流游動逾36小時。

Shepherd說,水下機械人對海洋研究很有幫助,比如提取珊瑚樣本等。這些設備還可以幫助人類探索系外行星的水下環境。這份研究近期發表在《自然》(Nature)期刊上。◇