受蜗牛启发的机器人可以铲起海洋微塑料
受一只小而缓慢的蜗牛的启发，科学家们开发出了一种机器人原型，有一天它可能会从海洋、大海和湖泊的表面舀起微塑料。
该机器人的设计基于夏威夷苹果蜗牛(Pomaceacanaliculate)，这是一种常见的水族蜗牛，它利用足部的波动运动来驱动水面流动并吸入漂浮的食物颗粒。
目前，塑料收集装置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精细尺寸。这些微小的塑料颗粒可以被摄入并最终进入海洋动物的组织中，从而进入食物链，成为健康问题并可能对人类致癌。根据联合国经济及社会理事会的数据，塑料废物占所有海洋污染的80%，每年有8至1000万吨塑料最终进入海洋。
“我们受到这种蜗牛如何在[水和空气]界面收集食物颗粒的启发，设计了一种可能在海洋或水体表面收集微塑料的装置，”教授兼主任Sunghwan“Sunny”Jung说。农业与生命科学学院(CALS)生物与环境工程系研究生学习。荣格是“起伏地毯的最佳自由表面泵送”研究的资深作者，该研究在线发表在《自然通讯》杂志上。
该原型是根据现有设计修改的，需要按比例放大才能在现实环境中实用。研究人员使用3D打印机制造了一种类似地毯的柔性片材，能够起伏。床单下侧的螺旋结构像开瓶器一样旋转，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。
“我们需要了解流体流动来表征泵送行为，”荣格说。基于蜗牛技术的流体泵系统是向空气开放的。研究人员计算出，类似的封闭系统(泵被封闭并使用管道吸入水和颗粒)需要高能量输入才能运行。另一方面，像蜗牛一样的开放系统效率要高得多。例如，Jung说，原型机虽然很小，但仅需要5伏的电力，同时仍能有效地吸水。
荣格说，由于电池和电机的重量，研究人员可能需要在机器人上安装一个漂浮装置以防止其下沉。
AnupamPandey是该论文的第一作者，他是荣格实验室的前博士后研究员，现任雪城大学机械工程系助理教授。