鱼类灵感的软机器人幸存下来是海洋最深处的旅行

激发机器人的蜗牛鱼。Alan Jamieson,作者提供(没有重用)

激发机器人的蜗牛鱼。Alan Jamieson,作者提供(没有重用)

2021年4月27日

在谈话博士写作Dimitris Tsakiris.从计算机科学系讨论了一个小型自动机器人鱼类如何能够到达太平洋的最深处的玛丽安娜壕沟

尽管有相当大的科学兴趣和居住在居住地的生活丰富,但海洋最深处的地区仍然是地球上最不探索的地区之一。

这两个原因是低温和在这种深度上施加的巨大压力,需要勘探设备在高强度金属或陶瓷腔室内慎重屏蔽,以承受它们。这使得深海勘探船庞大,昂贵,笨重,以及难以设计,制造和运输。

但是一个新的小型自动水下机器人鱼类似乎提供了另一种选择。根据最近的一篇论文,机器人能够到达太平洋最深处的部分 - Mariana Strien - 近11公里的深度(6.8英里)。

在海面上有超过一千次的压力。然而,各种动物,包括鱼类,能够承受这种惊人的压力并且在这种不利条件下适应生活。这些海洋生物之一的形态和头骨结构,哈瓦队蜗牛据报道,启发了这种非凡的机器人游泳运动员的设计。

使得这种显着成就的主要突破是一种专门设计的柔顺性聚合物体,在高压下不会破裂而不会破裂。来自中国杭州的研究人员团万博体育app下载地址队能够在保护硅氧烷基质中嵌入功率,运动和控制所需的精致电子元器件。

电子元件彼此分离,而不是像通常的实践一样紧密地包装在一起,使它们更加适应压力,类似于蜗牛的头骨骨骼。

机器人看起来像蜗牛,带有细长的身体和尾巴,以及由薄硅树脂制成的两个大侧面。翅片襟翼推动小型机器人,其长度仅衡量22厘米(8.7英寸)的长度为28cm。

翅片不被刚性电动机操作,但通过柔软的人工肌肉操作。肌肉含有介电弹性体 - 一类智能材料,当施加电压时合同以产生大的运动。

磁盘形介电弹性体元件产生翅片拍打动作,该动作推动机器人,即使在显着深度也达到每秒大约半秒(约0.2公里/小时)的速度。

然而,这种类型的执行器 - 使机器移动的部件 - 需要非常高的电压。紧凑的高压放大器将锂离子电池电压乘以一千次以上以满足此要求,而红外接收器允许远程控制机器人。柔软的翅片和软致动器经过精心设计,以存活并在深海环境的低温和高压下进行良好。

在深湖中免费游泳。

该团队对推进方法进行了广泛的计算研究和实验室测试,以及电子产品在极端压力下如何应对。然后,他们在一个深湖中进行了自由游泳场测试,然后在南海以超过3km的深度,在玛丽安娜壕沟部署之前。

在Mariana现场测试中,机器人安装在深海地上,因此不允许自由游泳。但是,它能够保持其扑振运动,由着陆器的相机记录,45分钟,深度为10,900米。

软机器人

这次深海游泳运动员是一种新一代的机器人,其既有动物和植物则灵感的机器人。它们建造利用符合硅胶和其他聚合物,凝胶或甚至纺织品等兼容材料的优点。

这些机器人可以弯曲,产量和适应响应于来自环境的力量,因此与典型的刚性工业机器人相比,人类在人类旁边具有固有的工作。另一方面,他们的设计,致动,感官和控制可以构成重大挑战,这呈现在科技兴趣的核心。

在玛丽安娜壕沟拍打。

目前在这个新的地区存在激烈的跨学科研究活动,称为软机器人,导致令人兴奋的创新进展,为许多相万博体育app下载地址关的应用程序,从农业到医学和空间。这哈佛Octobot.这是这类机器人的一个例子,其中似乎是设计的灵感来源和这种深海机器人中所采用的技术。

当前版本的深海游泳者似乎相对较慢,而不是很容易操纵,并且可能无法承受强烈的水下电流,在试图遵循所需的道路时会扰乱其课程。然而,它的设计师似乎已经有进一步改进的计划,这将使它更具可处理,更高效和更智能。

尽管有缺点,但我们不应低估导致这种戏剧性示范的机器人设计原则和技术进步。谈话

本文已重新发布谈话在创造性的公共许可证下。阅读来源文章