海豚狀機(jī)器人配備95%純度過(guò)濾系統(tǒng)，高效清除危險(xiǎn)溢油

澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)研發(fā)的新型機(jī)器人清潔系統(tǒng)采用可重復(fù)使用的過(guò)濾器和內(nèi)置泵，可在不吸收周?chē)值那闆r下真空清除浮油。

或許不久后，一只海豚就能幫助清理石油泄漏——不過(guò)這只"海豚"是靠電池驅(qū)動(dòng)的。澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)的工程師們建造了一款小型機(jī)器人"電子海豚"，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是通過(guò)受海膽啟發(fā)的過(guò)濾器，從水面真空吸取石油。

這款原型設(shè)備約莫運(yùn)動(dòng)鞋大小，針對(duì)的是全球最棘手的環(huán)保問(wèn)題之一。石油泄漏會(huì)破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)，導(dǎo)致野生動(dòng)物死亡，并耗費(fèi)數(shù)十億美元進(jìn)行控制和清理。

通過(guò)將機(jī)器人技術(shù)與特殊材料相結(jié)合，研究團(tuán)隊(duì)旨在創(chuàng)造一種更快速、更安全的方式，清除敏感水道中的石油，同時(shí)避免救援人員置身險(xiǎn)境。

海豚形清潔機(jī)器人

"電子海豚"是一款遙控微型機(jī)器人，專(zhuān)門(mén)用于撇取水面浮油。其海豚般的外形使其能在水面輕松移動(dòng)，同時(shí)收集被污染的液體。

機(jī)器人前端裝有一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的過(guò)濾器。一個(gè)小型泵將石油抽吸通過(guò)過(guò)濾器，進(jìn)入內(nèi)置的儲(chǔ)存艙。

皇家墨爾本理工大學(xué)工程學(xué)院的首席研究員阿圖爾·拉赫曼博士表示，這一概念展示了緊湊型機(jī)器人如何為泄漏應(yīng)急行動(dòng)提供支持。他說(shuō)："石油泄漏會(huì)造成巨大的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)損失。我們希望創(chuàng)造一個(gè)能快速部署、精確操控，并能進(jìn)入人員難以抵達(dá)的危險(xiǎn)區(qū)域的系統(tǒng)。"

目前的原型機(jī)依靠電池可運(yùn)行約15分鐘。工程師預(yù)計(jì)，隨著泵功率和儲(chǔ)存容量的增加，未來(lái)版本的運(yùn)行時(shí)間將更長(zhǎng)。拉赫曼表示，長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是創(chuàng)造能在泄漏應(yīng)急行動(dòng)中持續(xù)運(yùn)行的自主清潔機(jī)器人。"我們的長(zhǎng)遠(yuǎn)愿景是制造出海豚大小的機(jī)器人，它們可以吸取石油，返回基地清空油箱、充電，然后自動(dòng)重新部署——循環(huán)往復(fù)，直到完成清理工作。"

受海膽啟發(fā)的過(guò)濾技術(shù)

這款微型機(jī)器人的核心技術(shù)在于其過(guò)濾材料。研究人員開(kāi)發(fā)出一種涂層，能在材料表面生長(zhǎng)出海膽結(jié)構(gòu)般的微小尖刺。這些微小尖刺在材料表面捕獲空氣，形成氣層。水很容易滾落，而石油則會(huì)附著在上面。

這種選擇性行為使機(jī)器人能夠吸收石油，而不會(huì)吸入周?chē)乃Ｔ摬牧陷p便且可重復(fù)使用，使其適用于實(shí)際清潔工作。

過(guò)濾器位于微型機(jī)器人前端。當(dāng)泵將液體吸入系統(tǒng)時(shí)，過(guò)濾器在石油進(jìn)入儲(chǔ)存艙之前將其與水分離。在受控的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，機(jī)器人以每分鐘約2毫升的速度回收石油，收集到的石油純度超過(guò)95%。過(guò)濾器也能持續(xù)工作，不會(huì)被水浸透。

拉赫曼說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)為傳統(tǒng)的石油清理方法提供了一種替代方案。"與過(guò)去那些通常使用刺激性、危險(xiǎn)化學(xué)品，且僅作為固定過(guò)濾器需要人工操作的石油清理材料不同，我們的新技術(shù)采用了我們研發(fā)的環(huán)保涂層過(guò)濾器。"

從概念到實(shí)際應(yīng)用

大部分材料開(kāi)發(fā)工作由博士生蘇里亞·坎塔·加代主導(dǎo)，他多年前就對(duì)這一課題產(chǎn)生了興趣。"我在印度長(zhǎng)大，親眼目睹了石油泄漏對(duì)海洋生物，尤其是海龜?shù)挠绊憽?他說(shuō)，"這段經(jīng)歷一直留在我的記憶里。當(dāng)我開(kāi)始攻讀博士學(xué)位時(shí)，我就想創(chuàng)造一些東西，能幫助應(yīng)急響應(yīng)人員更快行動(dòng)，讓野生動(dòng)物遠(yuǎn)離危險(xiǎn)。"

研究人員現(xiàn)在的目標(biāo)是擴(kuò)大該系統(tǒng)規(guī)模。一種方法是擴(kuò)大機(jī)器人的過(guò)濾器面積，覆蓋更多表面。更大的過(guò)濾器需要更強(qiáng)勁的泵和更大的儲(chǔ)油能力。該團(tuán)隊(duì)還計(jì)劃進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和耐久性研究，以評(píng)估機(jī)器人在真實(shí)泄漏情況下的表現(xiàn)。

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