仿真金龍魚機(jī)器人(智能仿生機(jī)器魚)
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近日國(guó)際期刊《自然》雜志刊登了我國(guó)自主研發(fā)的軟體機(jī)器魚,它全球首次萬(wàn)米深海自主驅(qū)動(dòng)。媒體報(bào)道稱,在馬里亞納海溝約10900米海底,機(jī)器魚按照預(yù)定指令,完成了高分子材料,人工肌肉呼應(yīng)運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)達(dá)45分鐘,這將有助于提升深海裝備智能化水平,大幅降低深海探索作業(yè)的成本。希望在未來我國(guó)能夠批量研發(fā)這一類仿生機(jī)器人用于深海探索,使得復(fù)雜的深海環(huán)境完全展現(xiàn)在我們面前。“魔鬼魚”機(jī)器人在軍事領(lǐng)域可以執(zhí)行搜索偵查任務(wù)。
本篇文章給大家談?wù)劮抡?a title="金龍魚" href="http://m.saldatoredistribution.com/forum-36-1.html" target="_blank" class="keywordlink">金龍魚機(jī)器人,以及智能仿生機(jī)器魚對(duì)應(yīng)的相關(guān)信息,希望對(duì)各位有所幫助,不要忘了關(guān)注我們祥龍魚場(chǎng)哦。
本文目錄一覽:
- 1、國(guó)產(chǎn)軟體機(jī)器魚打卡萬(wàn)米深海,這個(gè)發(fā)明有何好處?
- 2、機(jī)器人體驗(yàn)館參觀機(jī)器魚感受怎么寫
- 3、超級(jí)粘性機(jī)器人像“搭便車的”魚一樣粘在水下
- 4、新加坡研發(fā)"魔鬼魚"機(jī)器人在軍事領(lǐng)域有何應(yīng)用?
- 5、浙大軟體機(jī)器人在水下10900米運(yùn)動(dòng)自如!靈感竟然來自這種魚
國(guó)產(chǎn)軟體機(jī)器魚打卡萬(wàn)米深海,這個(gè)發(fā)明有何好處?
隨著時(shí)代的不斷發(fā)展,我國(guó)的科技水平也不斷地提高,在某些領(lǐng)域我國(guó)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步。近日國(guó)際期刊《自然》雜志刊登了我國(guó)自主研發(fā)的軟體機(jī)器魚,它全球首次萬(wàn)米深海自主驅(qū)動(dòng)。
媒體報(bào)道稱,在馬里亞納海溝約10900米海底,機(jī)器魚按照預(yù)定指令,完成了高分子材料,人工肌肉呼應(yīng)運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)達(dá)45分鐘,這將有助于提升深海裝備智能化水平,大幅降低深海探索作業(yè)的成本。
或許只是這樣的表述很難幫助大家理解這樣一條能夠潛入萬(wàn)米深海的軟體魚的強(qiáng)大在哪里,所以接下來小編帶大家一起來看一下它究竟有哪些好處:
一、能夠在一定程度上降低海洋探索所需要的花費(fèi)
眾所周知,深海探索所需要克服的第一大阻礙就是深海的壓力,但是很多深海魚卻能在萬(wàn)米深海中悠然自得,而這條軟體機(jī)器魚的設(shè)計(jì)是從獅子魚的身體構(gòu)造中得到的靈感。我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)將控制電路、電池等硬質(zhì)器件集成在凝膠狀的軟體機(jī)身內(nèi),這樣做不需要在設(shè)備外加裝耐壓外殼即可承受萬(wàn)米深的海水所帶來的壓力,在一定程度上節(jié)約的成本。
二、對(duì)于深海無(wú)人化探索提供了新的思路
人類對(duì)于深海的探索從未停止,但是把人類送入萬(wàn)米深海不論是成本還是安全性都令人望而卻步,而軟體機(jī)器魚的研發(fā)給深海無(wú)人化探索提供了新的思路。多種仿生類機(jī)器相互配合,在無(wú)需人類親自到達(dá)的情況下進(jìn)行探索。希望在未來我國(guó)能夠批量研發(fā)這一類仿生機(jī)器人用于深海探索,使得復(fù)雜的深海環(huán)境完全展現(xiàn)在我們面前。
以上就是關(guān)于我國(guó)軟體機(jī)器魚的優(yōu)勢(shì)介紹了,大家對(duì)于它有什么不同的看法呢,歡迎在評(píng)論區(qū)留言討論。
機(jī)器人體驗(yàn)館參觀機(jī)器魚感受怎么寫
根據(jù)自身觀感感受。以下可以作為參考,一進(jìn)門,我們便在水潭里發(fā)現(xiàn)了一條仿真魚。它有著黑黑的頭和橡膠制成的、柔軟的身子。它先是像真魚一樣在水里來回的暢游。然后便向我們展示它的本領(lǐng)。一會(huì)來個(gè)180°大轉(zhuǎn)彎,一會(huì)又在水里用尾巴打水,一會(huì)又原地打轉(zhuǎn)。他的本領(lǐng)讓我大開眼界。
超級(jí)粘性機(jī)器人像“搭便車的”魚一樣粘在水下
這個(gè)機(jī)器人的靈感來自remora,remora是一種附著在鯊魚和鯨魚身上的魚,以它們宿主的死皮和糞便為食。Wang等人,Sci。機(jī)器人。2,eaan8072(2017))
一種受搭便車的魚啟發(fā)的機(jī)器人能夠以自身重量340倍的力附著在水下表面。
這種新型機(jī)器人的靈感來源于remora,這種魚附著在鯊魚和鯨魚等大型海洋動(dòng)物身上,以寄主的死皮和糞便為食,
Remora魚這樣做時(shí),魚的下側(cè)有一個(gè)特別適應(yīng)的鰭,叫做吸盤,它由一個(gè)柔軟的圓形“唇”和一排排稱為片層的組織組成。薄片上有細(xì)小的針狀小刺。remora可以利用椎間盤周圍的微小肌肉來改變它的形狀,將自己吸引到宿主身上;然后,這些小刺通過增加摩擦力來提供主要的抓握力。
“生物學(xué)家說,它代表了脊椎動(dòng)物最非凡的適應(yīng)能力之一,”李文說,中國(guó)北航大學(xué)的機(jī)器人學(xué)和生物力學(xué)研究人員,也是一篇描述remora機(jī)器人的新論文的主要作者?!?項(xiàng)受自然啟發(fā)的聰明技術(shù)】
魚一樣的靈感
溫說,他在哈佛大學(xué)做博士后研究時(shí),就有了設(shè)計(jì)remora靈感機(jī)器人的想法。他和他的顧問正在設(shè)計(jì)3D打印鯊魚皮。溫總理說,當(dāng)他在報(bào)紙上查找照片時(shí),他總是在鯊魚的照片上看到這些奇怪的小衣架。他們是雷莫拉斯。文和他的同事們被沒有人試圖制作一個(gè)仿生機(jī)器人remora光盤的事實(shí)所震驚,他們決定自己解決這個(gè)項(xiàng)目。
要做到這一點(diǎn),他們必須想出一種方法來制作一個(gè)光盤,其截面從完全剛性到皮膚柔軟。研究人員利用3D打印來完成這一壯舉,然后添加了大約1000個(gè)由激光切割碳纖維制成的人造尖刺。為了讓光盤像真正的remora光盤一樣移動(dòng),研究人員嵌入了六個(gè)氣動(dòng)執(zhí)行器——基本上是小氣穴——可以根據(jù)提示進(jìn)行充氣和放氣。
觀察起伏的remora機(jī)器人dic。(Wang等人,Sci。機(jī)器人。2,eaan8072(2017))
結(jié)果看起來有點(diǎn)像剃須刀,刀片太多,只是更大。這個(gè)機(jī)器人從一頭到另一頭大約有5英寸(13厘米)?!癒DSPE”騎著機(jī)器人“KDSPs”來測(cè)試這個(gè)魚腥機(jī)器人,研究人員把它附著在水下的各種表面上,有的粗糙,有的平滑,有的僵硬,有的柔韌。其中包括真正的鯊魚皮、有機(jī)玻璃、環(huán)氧樹脂和硅橡膠。機(jī)器人很好地附著在所有的表面上,研究人員發(fā)現(xiàn),KDSPE“KDSPs”將ReMORA機(jī)器人拉離光滑有機(jī)玻璃所需的力約為436牛頓,這相當(dāng)于機(jī)器人本身重量的340倍。在更粗糙的表面上,機(jī)器人的抓得不那么緊。例如,用167牛頓的力把機(jī)器人從真正的鯊魚皮上拉下來。
最后,研究人員將他們的圓盤連接到一個(gè)真正的遙控水下機(jī)器人上,并練習(xí)用圓盤將遙控潛水器連接到不同的表面。他們將椎間盤固定在之前測(cè)試過的相同范圍的表面上的成功率為100%,平均固定時(shí)間不到4秒,研究稱,
“旋轉(zhuǎn)時(shí)覆蓋在片層上的剛性小顆粒和軟材料與表面嚙合,就像活的remora椎間盤一樣,溫教授告訴現(xiàn)場(chǎng)科學(xué)。
雖然粘著機(jī)器人已經(jīng)不是什么新鮮事了,但remora是機(jī)器人學(xué)家對(duì)水下附件的第一個(gè)選擇。其他粘性機(jī)器人,比如受樹蛙和壁虎啟發(fā)的機(jī)器人,在水下工作不太好。 *** 說,remora機(jī)器人可以用來將物體附著在任何寬闊的水下表面,也可以讓水下機(jī)器人在船底巡航,
remora機(jī)器人甚至可以用作跟蹤海洋動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的標(biāo)簽。畢竟,還有一個(gè)搭便車的?"
關(guān)于生命科學(xué)的原始文章。
新加坡研發(fā)"魔鬼魚"機(jī)器人在軍事領(lǐng)域有何應(yīng)用?
“魔鬼魚”機(jī)器人在軍事領(lǐng)域可以執(zhí)行搜索偵查任務(wù)。
一說起“魔鬼魚”,人們都會(huì)想到其扁平光滑的身體,喜歡棲居于海面或海底泥土中的生活習(xí)性,以及在海水中游玩兒時(shí)曼妙的體態(tài)。
MantaDroid是一個(gè)以“魔鬼魚”為設(shè)計(jì)靈感的機(jī)器人,由新加坡國(guó)立大學(xué)研究者設(shè)計(jì)發(fā)明,其通過扇動(dòng)兩翼向前行進(jìn),剩下的就交給水的流體動(dòng)力了。它可以以每小時(shí)1.6海里或每秒行進(jìn)其身長(zhǎng)兩倍的速度在水下行進(jìn),但這還不是最引人注目的,其真正的亮點(diǎn)在于一次充電可以游行10小時(shí)之久。
將傳感器放入動(dòng)物體態(tài)的機(jī)器中,尤其是可以一次在海底勘測(cè)數(shù)小時(shí)的機(jī)器,任何使用它的人都不會(huì)被輕易察覺。然而,研究者也注意到了MantaDroid的科學(xué)與公共安全方面的應(yīng)用前景,該裝置還可以成為令人著迷的軍事設(shè)備,尤其是其如果可以在遠(yuǎn)海充電的話。
“魔鬼魚”在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用還需等待進(jìn)一步測(cè)試。接下來,該機(jī)器人還將接受不同海底深度和抗電流測(cè)試。盡管如此,人類將腳印掩藏于機(jī)器人溫和扇動(dòng)的機(jī)械臂中,使用機(jī)器人先行對(duì)未知淺灘進(jìn)行偵察的未來仿佛已近在咫尺。
數(shù)年來科學(xué)家們一直在為模擬魔鬼魚魚鰭的擺動(dòng)形態(tài)而刻苦攻關(guān)。而這一次,這支新加坡科研隊(duì)伍在兩年內(nèi)設(shè)計(jì)了40多種不同的魚鰭樣式,最終決定采用單片PVC的設(shè)計(jì)。
此外,一款更大的“魔鬼魚”機(jī)器人也在研發(fā)之中,預(yù)計(jì)增大版的機(jī)器人長(zhǎng)度將達(dá)到0.7米,產(chǎn)品問世后將給研究海洋生態(tài)多樣性、收集水文地理相關(guān)數(shù)據(jù),以及軍事勘查等諸多方面帶來便捷。
浙大軟體機(jī)器人在水下10900米運(yùn)動(dòng)自如!靈感竟然來自這種魚
比陸地更遼闊的是海洋,海水覆蓋了地球約 71% 的表面積。不過,海洋學(xué)者認(rèn)為人類只 探索 了其中的 5% 而已。 人們經(jīng)常對(duì)較淺的海洋進(jìn)行勘探,但由于極端的靜水壓力,深海區(qū)域基本仍是一片神秘領(lǐng)域。
目前,設(shè)計(jì)精良的水下機(jī)器人在深海任務(wù)中具有出色的機(jī)動(dòng)性和功能性,勘探深度能達(dá)到 3000-11000 米,比如我國(guó)自主研發(fā)的 “蛟龍?zhí)枴薄皧^斗者號(hào)” 等載人潛水器,在深海探礦、海底高精度地形測(cè)量、可疑物探測(cè)與捕獲、深海環(huán)境與生物考察等任務(wù)中都扮演著關(guān)鍵角色。
但是,這些深海潛水器通常需要特制的壓力容器或壓力補(bǔ)償系統(tǒng)來保護(hù)內(nèi)部機(jī)電系統(tǒng),考慮到海底極端條件下結(jié)構(gòu)破壞的風(fēng)險(xiǎn),深海勘探仍然具有危險(xiǎn)性和挑戰(zhàn)性。 然而,大自然是神奇的,沒有耐重壓系統(tǒng)的深海生物卻可以在極深的海域繁衍生息,靈活游走。
受深海生物特性的啟發(fā),來自浙江大學(xué)、之江實(shí)驗(yàn)室的科研團(tuán)隊(duì)及其合作者開發(fā)了一種能用于深海探測(cè)的無(wú)線自供能軟體機(jī)器人 ,他們通過在馬里亞納海溝最深 10900 米處和南海最深 3224 米處進(jìn)行實(shí)際測(cè)試,驗(yàn)證了這種機(jī)器人具有極好的耐壓和游泳性能。
相關(guān)研究論文以 “ Self-powered soft robot in the Mariana Trench ”(馬里亞納海溝里的自供能軟體機(jī)器人)為題,于 3 月 4 日發(fā)表在《自然》( Nature )雜志上。
論文里介紹的這種深海機(jī)器人,是一種典型的仿生裝備與系統(tǒng)。 目前,生活在中等海洋深度(約 1000 米)的軟體生物,如章魚和水母等已被廣泛研究,它們的適應(yīng)能力啟發(fā)了很多水下軟體機(jī)器人的設(shè)計(jì),為深海探險(xiǎn)提供了很多有前途的方法。
這類軟體機(jī)器人的性能很大程度上取決于軟啟動(dòng)器,包括介電彈性體(dielectric elastomers,DEs)、水凝膠和射流裝置等,近年來的許多研究表明,具有撲翼、波動(dòng)、噴射等推進(jìn)方式的柔性機(jī)器人具有良好的游泳性能。
盡管如此,這類機(jī)器人的動(dòng)力和控制電子系統(tǒng)仍然需要笨重而堅(jiān)硬的容器來抵御深海極端壓力,一種沒有剛性容器、能在極端深海游泳的、有壓力彈性的軟機(jī)器人還沒有被開發(fā)出來。
浙江大學(xué)李鐵風(fēng)、李國(guó)瑞及其合作者設(shè)計(jì)開發(fā)的這款軟體機(jī)器人,靈感則是來自鈍口擬獅子魚( Pseudoliparis swirei ) 。早在 2014 年,科學(xué)家就在馬里亞納海溝中約 7000 米處深度捕獲到了這種魚類,據(jù)了解,鈍口擬獅子魚還創(chuàng)下了一項(xiàng)人類拍到活體魚類的最深紀(jì)錄 ——8178 米。
馬里亞納海溝深處的壓力有多大? Nature 文章中有一個(gè)形象的描述,類似于把一整座埃菲爾鐵塔的重量全都?jí)涸谌祟惔竽_趾上。 在那種寒冷、黑暗和極壓的環(huán)境下,高壓能壓碎人的骨頭,壓扁鋼鐵潛水設(shè)備,而這些魚卻表現(xiàn)出了奇好的生存性和移動(dòng)性。
所謂“適者生存”,這種魚在身體特征上包括一個(gè)分布的頭骨和能拍打的胸鰭,由軟骨和細(xì)胞膜組成的骨架等,這指導(dǎo)了李鐵風(fēng)、李國(guó)瑞團(tuán)隊(duì)及其合作者進(jìn)行一種創(chuàng)新的深海軟體機(jī)器人設(shè)計(jì)。
據(jù)論文描述,研究人員已對(duì)這種軟體機(jī)器人進(jìn)行了多方位測(cè)試報(bào)告。它被安裝在深海著陸器上,在馬里亞納海溝 10900 米深度的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中成功啟動(dòng), 這個(gè)軟機(jī)器人內(nèi)部自帶容量為 2500mAh 的鋰離子電池和高壓放大器用來自動(dòng)供電 ,團(tuán)隊(duì)使用受保護(hù)的攝像機(jī)和深海著陸器上的 LED 燈記錄了試驗(yàn)過程,在這次測(cè)試中,機(jī)器人沒有從著陸器中釋放出來, 在沒有壓力容器的情況下,撲鰭驅(qū)動(dòng)保持了 45 分鐘 。
在中國(guó)南海的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中 ,軟體機(jī)器人由遙控潛水器(ROV)攜帶到 3224 米的深度。在 8kV 交流電壓和 1Hz 的驅(qū)動(dòng)下, 該機(jī)器人以 5.19cm 每秒(即每秒 0.45 體長(zhǎng))的速度拍打雙鰭運(yùn)動(dòng),成功實(shí)現(xiàn)自由游動(dòng) 。
據(jù)了解,這種機(jī)器人設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵之一是壓力彈性電子元件。 傳統(tǒng)的水下航行器需要金屬材料制成的水密外殼,以承受深海高壓,這些外殼的厚度和尺寸必須增加,以適應(yīng)更大的深度。但在研究團(tuán)隊(duì)此次設(shè)計(jì)的機(jī)器人中,精密的電子元件被嵌入并分布在柔軟的硅樹脂基體中,這種設(shè)計(jì)消除了對(duì)耐壓外殼的需求。
研究人員通過測(cè)試發(fā)現(xiàn),如果電子元件密集地封裝在一塊印刷電路板(PCB)上,壓力測(cè)試表明在它們的接口處容易發(fā)生故障,因此需要一種方法來保護(hù)機(jī)器人的電子元件免受高壓影響, 啟發(fā)則是來自鈍口擬獅子魚分布的頭骨 。
為了提高壓力恢復(fù)力,他們采用了分散式設(shè)計(jì)來降低剪切應(yīng)力。 在這種設(shè)計(jì)中,元件與幾塊較小的 PCB 進(jìn)行線連接或分離,這里的 “分離” 是指去除電子元件之間的直接剛性接觸。
實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和模擬表明,這種布置降低了受壓部件之間接口處的應(yīng)力,然后將分布式電子器件嵌入硅樹脂中,以便并入機(jī)器人, 該方法比其他保護(hù)深海設(shè)備電子設(shè)備的方法更實(shí)用,也更便宜。
對(duì)于相同的外加壓力(110MPa),分散電子設(shè)備界面處的平均剪應(yīng)力低于集中電子設(shè)備(約 60MPa),研究人員進(jìn)行了一系列的壓力室實(shí)驗(yàn)(110MPa),以確認(rèn)這種分散電子具有更高的壓力彈性。此外,由于從 PCB 上拆下所有組件在技術(shù)上是困難的,因?yàn)樗鼈兊臄?shù)量很大,為了減少這些元件之間的應(yīng)力,研究人員在設(shè)計(jì)時(shí)還增加了相鄰電子元件之間的距離, 當(dāng)相鄰部件之間的距離從 0.4 mm 增加到 2.4mm 時(shí),測(cè)試分析顯示,最大剪應(yīng)力能減少 17% 。
設(shè)計(jì)好了電子部分,另一方面就是機(jī)械驅(qū)動(dòng)部分 ,這里的一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是介電彈性體(DE),一種加上電壓即可出現(xiàn)形變的電激活聚合物,這種材料能將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功 —— 當(dāng)機(jī)器人電池的電流作用于肌肉時(shí),肌肉就會(huì)收縮,微小的固體結(jié)構(gòu)通過機(jī)械方式將收縮肌與鰭相連,使其拍打運(yùn)動(dòng)。
最終,他們把機(jī)器人設(shè)計(jì)成了魚一樣的身體形狀,有兩個(gè)拍打的側(cè)鰭。 該機(jī)器人長(zhǎng) 22 厘米(體長(zhǎng) 11.5 厘米,尾長(zhǎng) 10.5 厘米),翼展有 28 厘米,電力和控制電子設(shè)備包括鋰離子電池、高壓放大器、紅外接收器、放電電阻器和 MCU。
它同時(shí)具有以下特點(diǎn): (1)位于支撐架和拍打鰭接合處的 DE “肌肉”;(2)由較硬的前緣和彈性框架支撐的薄硅膠拍打鰭;(3)嵌入其軟體內(nèi)的分散電子。彈性框架粘在預(yù)拉伸的 DE 肌肉上,以提供支撐,并將 DE 膜的平面內(nèi)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換為鰭拍打運(yùn)動(dòng),當(dāng)施加交流電壓時(shí),周期性變形的 DE 肌肉產(chǎn)生兩個(gè)鰭的拍打運(yùn)動(dòng)以推進(jìn)游動(dòng)。
此外,DE 材料也經(jīng)過了精心設(shè)計(jì),可在深海低溫高壓下保持其電壓感應(yīng)驅(qū)動(dòng)。 研究人員在高壓下測(cè)量了由典型 DE 材料(VHB)制成的圓形致動(dòng)器的電壓感應(yīng)區(qū)域應(yīng)變,結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件從(0MPa,25 C)變?yōu)椋?10 MPa,5 C)時(shí),電壓引起的區(qū)域應(yīng)變從 19.1% 下降到了 2.4%,不足以推動(dòng)機(jī)器人。
因此,他們采用了一種新的三嵌段共聚物:SBAS。 在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,SBAS 的電壓感應(yīng)面積應(yīng)變從 12.5% 下降到 7.0%,由于拍動(dòng)雙鰭的設(shè)計(jì)已得到優(yōu)化,這種材料的表現(xiàn)對(duì)于軟機(jī)器人深海自由游泳來說已經(jīng)是足夠高的應(yīng)變。
研究人員在額外的動(dòng)態(tài)力學(xué)分析(DMA)中表明,VHB 和 SBA 的不同性能源自其不同的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),分別為 0.3 C 和 17.2 C,這一結(jié)果突出了由于微相分離,較低的 Tg 對(duì)提高三嵌段共聚物 DE 的機(jī)電性能的影響。
除了深海實(shí)地測(cè)試外,研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了一系列的壓力艙和深湖實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步驗(yàn)證了該軟體機(jī)器人的游泳性能。
他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中觀察記錄了該機(jī)器人在 110 MPa 的靜水壓力中,在不同電壓(7 kV、8 kV、9 kV,2 Hz)下測(cè)試游泳性能。 當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓為 7 kV,頻率為 1Hz 時(shí),在 0MPa 和 110MPa 的壓力下,機(jī)器人能以 3.29 cm 每秒和 2.76cm 每秒向前游動(dòng)。 此外,還在一個(gè)深湖中用遙控潛水器將其帶到水深處,對(duì)軟機(jī)器人的自由游動(dòng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試, 該機(jī)器人在 8 米深處能以 3.89cm 每秒的速度游泳,在 70 米深處能以 3.16cm 每秒的速度游泳,證實(shí)了它對(duì)野外探險(xiǎn)的魯棒性。
研究人員表示,此次取得的實(shí)驗(yàn)成功有可能擴(kuò)展到各種其他軟設(shè)備上,未來如果集成額外的功能單元或重新排列電路則有望產(chǎn)生多種附加功能, 例如深海中的傳感和通信 。
具有傳感、驅(qū)動(dòng)、電源和控制系統(tǒng)的軟設(shè)備可以完全集成,以監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)機(jī)械濫用條件下的復(fù)雜任務(wù)(不僅是高壓,還有其他困難的機(jī)械條件,如振動(dòng)或沖擊)。 研究團(tuán)隊(duì)的未來工作將集中在開發(fā)新的材料和結(jié)構(gòu),以增強(qiáng)軟機(jī)器人和設(shè)備的智能性、多功能性、機(jī)動(dòng)性和效率。
此前人們?cè)啻螄L試開發(fā)應(yīng)用于水下的各類軟體機(jī)器人,但由于機(jī)器人傳感器在深海環(huán)境下工作不良,因此機(jī)器人與物體的精細(xì)交互是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。另外,軟機(jī)器人抓手要比剛性抓取裝置具有很大的優(yōu)勢(shì),且受生物啟發(fā)的軟體機(jī)器魚可以在其他動(dòng)物之間游動(dòng),而無(wú)需對(duì)它們?cè)斐筛蓴_,因此可以進(jìn)行近距離研究觀察。
新加坡國(guó)立大學(xué)教授 Cecilia Laschi 在評(píng)論文章中表示 , 研究團(tuán)隊(duì)如今已經(jīng)突破了可以達(dá)到的極限:用嵌入軟材料中的分布式電子器件取代電子元件的剛性保護(hù)外殼,為新一代深海探險(xiǎn)家鋪平了道路。
然而,在海洋中布置這種設(shè)計(jì)的機(jī)器人之前,還有很多工作要做。 因?yàn)檫@項(xiàng)研究開發(fā)的機(jī)器人比之前報(bào)道的水下機(jī)器人移動(dòng)要慢,而且不能承受太多環(huán)境的干擾,比如它很容易被水下暗流沖走,其運(yùn)動(dòng)能力也需要針對(duì)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)展望來看,人們可以預(yù)測(cè)海洋生物學(xué)研究的發(fā)展方向 ,即軟體機(jī)器人在珊瑚礁或水下洞穴中安全航行,在不損壞珊瑚礁或洞穴的情況下采集精致的標(biāo)本,成群的水下軟機(jī)器人能夠在海床上爬行,將自己固定在特定的結(jié)構(gòu)上或在特定的區(qū)域游走 探索 。
這將有助于各種其他應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,進(jìn)一步為推動(dòng)海洋監(jiān)測(cè)、清理和防治海洋污染、保護(hù)海洋生物多樣性提供更多創(chuàng)新方案, 更重要的是,它們可以幫助科學(xué)家 探索 海洋深處的大片未知地帶 。
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