还真有科学家在“树叶在空中飘动而掉落”中汲取灵感,开发了一款软体机器人。
这款机器人被称为“Swimming Leaf”,(下称“树叶”),由韩国首尔国立大学机械工程系的研究小组开发,能够自主游泳,向下游动时就和树叶飘落一模一样。
还具有整合探索和维护海洋环境所需的各种功能的潜力,比如捡起水底的塑料垃圾。
▍“树叶”水下飞舞的运动秘诀
研究人员发现,树叶上有关键的9个质量点,每个点上的点质量会在质心和浮力之间造成偏移,从而产生与环境耦合的内部扭矩,就是我们平时看到的树叶“摇摇晃晃”飘落下来。
树叶飘落的关键之处在于,这种运动高度依赖于树叶上的密度分布,并且在水下环境中效果会进一步放大。于是,改变“树叶”的密度分布,就是机器人自主运动的关键!
研究人员将一层薄薄的软复合材料制成叶片,在叶片上附上了一个“浮力皮肤”驱动器,由充满液体的弹性体(称为“肌肉”)和柔软的电子电路组成,将电路加热到一定程度时,内部液体会产生连续的剧烈体积变化从而改变其密度,密度变了,则浮力也会发生改变。
电子电路上有不同的三个激活位点,通过控制热量施加的位置点,可以控制不同点位上的浮力,从而实现两种运动步态:
这种密度分布控制技术无需使用螺旋桨或其他推力装置,也无需大幅改变物体的形状,就可以通过的任意结构移动到所需位置,不仅让薄薄的“树叶”动起来,连花盆也不在话下。
▍海洋环保小能手,清除塑料垃圾和油污
研究人员称,它具有探索和维护海洋环境的巨大潜力,为了证明这种可能性,研究人员做了一个实验,展示了大面积的水面除油污功能。
机器人可对准油污区域,自动游到溢油区并去除污染物。
如果把亲油吸附片换成轻薄的多个胶粘片,机器人还可以清理水底的塑料垃圾:
全电动双涡轮螺旋桨飞机,能够搭载一两名飞行员和最多七名乘客。


▍固态锂硫电池
电动飞机采用的电池也和普通的锂电池不同,是一种称为固态锂硫的电池(Li- S)。为飞机提供电池的公司表示,锂硫电池比锂离子电池具有更高的能量密度,同时也比使用锂离子的电池更安全,因为硫通过钝化过程防止锂金属腐蚀。
目前锂硫电池的比能量为每公斤 450 瓦时(Wh/kg),能量密度为每升 550 瓦时(Wh/L)。一般来说,400 Wh/kg 左右被认为是在飞机上使用电池的临界点。而现在电池普遍的水平约为 220 至 250 Wh/kg。
同时,电池公司表示这种锂硫电池在安全性方面可以通过穿刺测试,并且在耐用性上能够实现 500 次充电/放电循环。


