近日，由於(yu) 受到水生的劃蝽甲蟲（又稱水船蟲）的啟發，英國布裏斯托爾大學（University of Bristol）的研究人員研發出了一種3D打印的機器人Row-bot（意為(wei) 劃水機器人），這種機器人能夠在湖泊和池塘的表麵自我推進或“劃行”，並且能夠在行走的過程中吞噬微生物獲取能量，因此它不需要充電也能永遠運行下去，直到壞掉。科學家們(men) 認為(wei) 它可以用來清理水質或者進行環境監測。

Row-bot在水中張開口——右上的插圖為(wei) 口部關(guan) 閉

據了解，這個(ge) 機器人的原型是由兩(liang) 個(ge) 仿生的子係統組成的：首先是推進係統，可以讓甲蟲在水麵上滑動；第二個(ge) 是它的“肚子”，它實際上是一個(ge) 微生物燃料電池（MFC），可以將從(cong) 水中獲取的微生物轉換為(wei) 電能，驅動電機。簡單地說就是：這個(ge) 機器人攝取富含細菌的水，MFC將後者轉化為(wei) 電力，然後驅動機器人劃行並獲取更多的水，如此周而複始。

為(wei) 了盡可能地提升Row-bot的運動效率，科學家們(men) 對水船蟲進行了深入研究。據他們(men) 解釋稱，水船蟲的腿上布滿了輔助遊泳的毛，這使它在向後劃水的時候能夠獲得最大的推力，而在收回的時候腿毛收攏又能減少阻力。而科學家們(men) 的劃水機器人的推進係統則是由一個(ge) 微小的0.75瓦有刷直流電機驅動的3D打印槳組成的。

水船蟲的形象

這種槳實際上是一種3D打印的複合結構，它是由剛性的框架支持著彈性膜組成的。這層膜可以拉伸以增加槳葉的表麵積，同時借助其集成的鉸鏈，它可以在收回時，在槳葉仍然在水裏的時候改變其角度，從(cong) 而降低了阻力，提高整體(ti) 效率。研究人員們(men) 補充說，它的剛性框架是用基於(yu) 光聚合物的VeroWhite丙烯酸3D打印而成的，而上麵的覆膜則是用TangoBlack材料3D打印的。

現在，它的推進係統說清楚了，那麽(me) Row-bot是怎麽(me) 清理水環境的呢？這主要靠它裝有MFC的胃來實現。在MFC中，汙染水中的細菌很容易被分解成二氧化碳、質子和電子，從(cong) 而為(wei) 電池提供燃料產(chan) 生電流。 

“它產(chan) 生的能量超過了為(wei) 完成再次供能而進行的機械運動所需的能量。”研究人員們(men) 寫(xie) 道。

上個(ge) 月在德國漢堡舉(ju) 行的2015 IEEE/RSJ智能機器人國際會(hui) 議上，研究人員們(men) 以論文的形式提交了自己的研究結果，論文題目為(wei) 《Row-bot：一種能量充沛的自主式人造水船蟲（Row-bot: An Energetically Autonomous Artificial Water Boatman）》。論文作者為(wei) Hemma Philamore、Johathan Rossiter、Andrew Stinchcombe和Ionnis Ieropoulos，他們(men) 都來自布裏斯托爾大學。

“這項研究展示了一種適合長時間在環境中自主運行的機器人係統。”研究人員們(men) 說，並且補充說，這項工作是開發自主式機器人的關(guan) 鍵一步，也是首次使用一個(ge) MFC實現的可行的機器人應用，顯示了將MFC作為(wei) 機器人的一種能量來源的可能性。

據了解，科學家們(men) 的下一步將在Row-bot身上增加監視、遠程傳(chuan) 感和控製係統，並將其用於(yu) 在環境監測和清理項目。例如，他們(men) 可以用來監測湖泊汙染物或致命的病原體(ti) ，如果發現，可以部署更多的劃水機器人或其它係統來恢複水質。