多个游泳机器人能够创造一个漩涡来运输微塑料

汉阳大学和仁荷大学的研究人员介绍了多个游泳机器人的集体行为，用于运送数千种货物。虽然可以通过单个抓取装置的精细抓取和释放动作来运输单个货物，但是抓取装置本身在快速同时运输大量货物方面存在困难。一件一件地抓取、运输和释放货物非常耗时。在汉阳大学有机与纳米工程系副教授 Jeong Jae Wie 的带领下，研究人员通过使用多个机器人驱动的涡流诱导运输策略解决了这个问题。

在发表于Nature Communications的这项研究中，研究团队处理了超过 4,000 种漂浮的微塑料。“当多个机器人以灵活的旋转游泳动作在水面上游动时，它们会产生一个漩涡，成千上万漂浮的微塑料可能会被困在漩涡中，”仁荷大学的博士生 Sukyoung Won 说，他的共同顾问是汉阳大学的 Wie 是该论文的第一作者。

“被困的微塑料是通过移动多个游泳机器人来运输和收集的。除了漂浮的微塑料外，重型半淹没的毫米级货物可以通过涡流诱导的运输策略定位在目标区域。”

在将数以千计的漂浮微珠输送到分区空间之前，研究团队能够通过将机器人的驱动模式从旋转游动切换为直线平移游动来阻止微珠向内进入。“由于游泳机器人的敏捷游泳速度(每秒高达 180 个身体长度)，漂浮的微珠可能会被阻挡或限制在分区空间中，”Won 说。

“为了获得灵活的水上游泳能力，我们设计了纳米复合机器人，其灵感来自肌肉骨骼系统。海绵状的骨骼和骨骼肌成分是使用一种轻质但坚硬的碳纳米管纱线来模拟的，周围环绕着磁性聚合物复合材料。”

“这种由多个游泳机器人进行的货物运输显示了集体行为的重要性，这是单个机器人难以完成的，”Wie 教授补充道。“仿生机器人的多模式集体游动可以为机器人设计和集群机器人的驱动策略铺平道路，以实现微塑料去除、货物运送和微流体涡流控制。”