驱动人工肌肉的机器“心脏”

作者:浮夸的晓编 分类:科学 发布于:2013-12-5
  英国Bristol机器人实验室的科学家们宣布,他们成功地使用3D打印机制造了第一台可驱动人工肌肉的机器“心脏”。这台机器心脏搭载微生物燃料电池(MFCs),可从人体尿液中获取能量。

  这种机器“心脏”又被称为生物启发泵(biologically inspired pump),仍处于开发阶段,它是基于心脏的结构和功能原理进行设计的。科学家测试证明,机器“心脏”只需2毫升新鲜尿液即可执行连续33次动作,而且它可以以3.5伏的电压充电。

  科学家开发机器“心脏”的目的不是为了制造用于人类或动物的假肢装置,而是希望能够为自主能源机器人(EcoBots)制造一个生物启发泵,这种机器人可以自动收集废物并将其转化为可自用的电能。

  机器“心脏”使用微生物燃料电池技术,这种技术利用电化学电池中的活体微生物将有机原料转化为电能。自主能源机器人(EcoBots)就靠这种“心脏”获取动力、执行给定的任务,这包括运动、环境检测以及远程基站进行无线通信。

  该设备已经过测试,结果非常令人振奋,虽然科学家们承认,0.11%的能量转换效率“有点低。” 但尽管如此,这是“同类中第一个”通过概念验证的原型,而且研究人员们还没开始提高能量转化效率的研究。”看来科学家们对提高能源转换率已然是胸有成竹。

  科学家们开展这个项目已经10年时间了,在这十年中,研究人员已经制造出四代EcoBots原型机。

  在制造首个机器“心脏”样机时,科学家采用Stratasys公司的光敏聚合物喷射技术打造刚性结构和机械部件。空心体的致动器和盖子都使用Objet的FullCure 720刚性3D打印树脂创建。同样的3D打印工艺和材料被用来制造一个模具,然后使用有机硅弹性体浇铸来构建柔软、可压缩的区域。在第二个版本中,科学家们使用了的Stratasys公司柔软的橡胶状3D打印材料TangoPlus。通过3D打印直接构建弹性体部件,省去了模具制造和铸造阶段。

  EcoBots的研发团队曾经接受过比尔和梅林达·盖茨基金会10万美元的捐赠。他们未来将着眼于提高机器“心脏”的工作效率,并将其纳入下一代MFC-动力机器人。(来源:腾讯科学)