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遨游最深海沟!国产软体机器人成功应战水下10900米

北京工夫2021年3月4日,国际顶级期刊《自然》(Nature)以封面文章的方式刊发了由浙江大学、中国迷信院深海迷信与工程研讨所、国防科技大学、上海海洋大学、大连海事大学等团队结合完成的一项研讨,题为“Self-powered soft robot in the Mariana Trench”。该研讨团队率先完成了软体机器人的万米深海操控以及深海自主游动实验!

该研讨率先提出了机电系统软硬共融的压力顺应原理,成功研制了无需耐压外壳的仿生软体智能机器人,初次完成了在万米深海自带动力软体人工肌肉驱控和软体机器人深海自主游动。

海洋占地球表面的70%以上,但目后人类的探求仍局限在较浅的海洋深度,由于深海环境压强极高,在那里工作的机械系统普通需求刚性的身体和压力补偿系统,因此深海仍是未知区域。

由于极端的静水压力,深海区域人们基本很难探测。位于西太平洋的马里亚纳海沟是已知的海洋最深处,水压高、温度低、完全黑暗,被称为“地球第四极”。随着深潜技术的不断发展,人们发现茫茫深海并非一片死寂,在马里亚纳海沟6000—11000米之间的极高压深水区,仍有数百种物种生活,狮子鱼就是其中的典型代表。

生物学研讨发现,狮子鱼的骨骼细碎地分布在凝胶状柔软的身体中,能承受近百兆帕的压力,相当1000个大气压强。研讨团队从狮子鱼身体构造中获得灵感,设计了一款能停止深海勘探的自供能仿生软体智能机器鱼。这条鱼的身体特征包括分散式骨骼和摆动的胸鳍,这些特征指点了我们深海软体机器人的动力、控制和DE(介电弹性体)执行器的机械设计。

该仿生软体智能机器鱼有22厘米长(身长11.5厘米、尾长10.5厘米),翼展宽28厘米。该机器鱼被设计成一个鱼形的身体外形和两个拍动的侧鳍,拥无机载电源、操控力以及水下自推进的才能。机器鱼两翼与身体上的“肌肉”相连,它们由一种凝胶状软材料制成,可以将电能转化为机械功,当机器鱼电池的电流作用于肌肉时,肌肉就会舒张与收缩形变,由此带动两翼拍动驱动机器鱼。

2019年12月,仿生软体机器鱼在马里亚纳海沟10900米海深处,海试影像记录显示,该机器鱼完成了波动扑翼驱动。在2020年8月27日深夜,该软体机器鱼在南海3224m海深处成功完成了自主游动。

在10900米的海底,静水压高约110兆帕,1100个大气压,相当于一吨重的小汽车全压在指尖上。在测试中,研讨团队没有将仿生软体机器鱼从着陆器上释放,在没有压力容器的状况下,该机器鱼在2500毫安锂电池的驱动下,保持拍打45分钟。

仿生软体机器鱼是如何完成推进的呢?机器鱼依托本身携带的小型动力控制系统及两翼中间椭圆形部位的介电弹性体人工肌肉。当硅胶体中的电子器件产生电信号时,介电弹性体会在该电压信号的刺激下产生像肌肉一样的变形形式,双翼会随着肌肉的伸缩停止扑翼运动,驱动机器鱼行进。

将来,研讨团队将专注于开发软体轻质的材料和结构,让用于极端条件下的安装,具有更好的智能性、通用性、操纵性和效率。还包括仿生软体机器鱼的速度、承受较大扰动的才能,以及移动才能,这些都需求进一步优

















化以顺应实践运用。

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大神点评3

残楼听雪 2021-6-19 11:18:23 显示全部楼层
好棒的分享楼主多写点吧,写完记得通知我,哈哈
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好棒的分享楼主多写点吧,写完记得通知我,哈哈
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ojgkcsv53231 2021-6-20 21:59:18 显示全部楼层
鄙视楼下的顶帖没我快,哈哈
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