加州大學洛杉磯分校(UCLA)和洛杉磯加州納米系統(tǒng)研究所的研究人員最近開發(fā)了一種基于自持水凝膠振蕩器的軟游泳機器人。該機器人在《科學機器人》雜志上發(fā)表的一篇論文中提出，無需電池即可在恒定光輸入下運行。

“當我在柔軟，快速響應的水凝膠柱子上照亮光線時，我觀察到該柱子開始圍繞光束振蕩，”趙宇森博士說。參與研究的學生說。“這對我來說非常有趣，我想知道：恒定的輸入量如何產生間歇性的輸出?在什么條件下會發(fā)生振蕩?它的動力足以推動并在水中游泳并最終導致太陽帆嗎?問題，我繼續(xù)進行系統(tǒng)研究以實現(xiàn)這些目標。”

Zhao和他的同事開發(fā)了一種由光響應性軟凝膠制成的軟振蕩器，該凝膠成型為柱狀或條狀。當光線照射到此凝膠柱的某個點時，它會被自動吸收并轉化為熱量。機器人上局部受熱的斑點會使其噴出一些水并縮小體積，從而導致其尾巴朝向光源彎曲。

趙說：“彎曲后，尾巴本身會擋住光線。” “因此，陰影點立即冷卻并再次膨脹，這導致尾巴再次下降。此過程迅速重復，從而導致拍打動作持續(xù)到光亮為止。”

由于凝膠柱在成分上是均勻的并且在幾何上對稱，因此它能夠響應來自任意方向的光，該方向幾乎可以覆蓋整個3D空間。振蕩器具有接近無限的自由度，這對機器人技術來說是一個重要的優(yōu)勢。

研究人員對他們的游泳機器人進行了評估，使其身體漂浮在水面上，尾巴在水線以下，以確定其設計的有效性。他們發(fā)現(xiàn)，當光線照在機器人的尾巴上時，它會上下擺動，最終為機器人提供動力使其遠離光線。沿光源方向移動的這一獨特功能模仿了許多活體動物(如浮游生物和飛蛾)的趨光行為，提供了一種有用的導航和通過遙控器進行操縱的方式。