受蜗牛启发的机器人可以舀起海洋微塑料

　　受到一种又小又慢的蜗牛的启发，科学家们开发了一种机器人原型，有一天它可能会从海洋、海洋和湖泊的表面舀起微塑料。

　　机器人的设计基于夏威夷苹果螺(Pomacea canaliculate)，这是一种常见的水族馆蜗牛，它利用脚的波动运动来驱动水面流动并吸入漂浮的食物颗粒。

　　目前，塑料收集设备主要依靠拖网或传送带来收集和清除水中较大的塑料碎片，但它们缺乏回收微塑料所需的细尺度。这些微小的塑料颗粒可以被摄入，最终进入海洋动物的组织，从而进入食物链，成为健康问题，并可能对人类致癌。

　　康奈尔大学生物与环境工程系教授郑成焕(Sunghwan“Sunny”Jung)说:“我们的灵感来自于这种蜗牛如何在(水和空气)界面收集食物颗粒，从而设计出一种可能收集海洋或水体表面微塑料的设备。”Jung是发表在《自然通讯》上的一项研究的资深作者，该研究名为《起伏地毯的最佳自由表面泵送》。

　　这个原型是在现有设计的基础上进行修改的，需要按比例放大才能在现实世界中使用。研究人员使用3D打印机制作了一种可以起伏的柔软的地毯状薄片。床单底部的螺旋结构像螺旋钻一样旋转，使地毯起伏，并在水面上产生行波。

　　分析流体的运动是这项研究的关键。Jung说:“我们需要了解流体流动，以表征泵送行为。基于蜗牛技术的抽液系统是对空气开放的。研究人员计算出，一个类似的封闭系统，泵是封闭的，用一根管子吸入水和粒子，需要高能量输入才能运行。另一方面，蜗牛状的开放系统效率要高得多。例如，Jung说，原型机虽然很小，但只需要5伏特的电力就可以运行，同时仍然有效地吸收水。

　　Jung说，由于电池和马达的重量，研究人员可能需要在机器人上安装一个漂浮装置，以防止它下沉。

　　阿努帕姆·潘迪(Anupam Pandey)是荣格实验室的前博士后研究员，目前是雪城大学(Syracuse University)机械工程助理教授，是这篇论文的第一作者。

　　这项研究由美国国家科学基金会资助。