中國學(xué)者實(shí)現(xiàn)軟體機(jī)器人萬米深海驅(qū)動(dòng)
【中國學(xué)者實(shí)現(xiàn)軟體機(jī)器人萬米深海驅(qū)動(dòng)】
浙江大學(xué)與之江實(shí)驗(yàn)室的科研團(tuán)隊(duì)通過三年的通力合作 ， 研發(fā)出了能在萬米深海接受操控的仿生深海軟體機(jī)器人 。 這項(xiàng)成果4日在《自然》雜志發(fā)表 。
“相比于傳統(tǒng)的‘鎧甲式’抗高壓深潛裝備 ， 仿生深海軟體機(jī)器人重量輕、結(jié)構(gòu)簡單 ， 能大幅降低深海探測(cè)的難度和成本 。 另外 ， 它無須電機(jī)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng) ， 沒有噪聲 ， 環(huán)境親和度高 。 ”論文的通訊作者、浙江大學(xué)航空航天學(xué)院交叉力學(xué)中心教授李鐵風(fēng)說 。
李鐵風(fēng)介紹 ， 這項(xiàng)研究的靈感 ， 來源于將生存在馬里亞納海溝6000—11000米之間極高壓深水區(qū)的深海獅子魚的“生命之秘”化作“機(jī)器之力”的設(shè)想 。 生物學(xué)研究發(fā)現(xiàn) ， 深海獅子魚的骨骼細(xì)碎狀地分布在凝膠狀柔軟的身體中 ， 能承受近百兆帕的壓力 。
2018年5月 ， 李鐵風(fēng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合之江實(shí)驗(yàn)室智能機(jī)器人研究中心啟動(dòng)了相關(guān)研究 。 基于深海獅子魚頭部骨骼在軟組織中的分散融合這一特點(diǎn) ， 項(xiàng)目組對(duì)電子器件和軟基體的結(jié)構(gòu)、材料進(jìn)行力學(xué)設(shè)計(jì) ， 優(yōu)化了高壓環(huán)境下機(jī)器人體內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài) 。
最終 ， 項(xiàng)目組研發(fā)出的仿生深海軟體機(jī)器人形似一條魚 ， 長22厘米 ， 翼展寬度28厘米 。 該機(jī)器人由一種在高壓低溫環(huán)境下依然能保持良好電驅(qū)動(dòng)性能的智能軟材料制成 ， 控制電路、電池等硬質(zhì)器件被融入集成在凝膠狀的軟體機(jī)身中 ， 無須耐壓外殼 ， 便能承受萬米級(jí)別的深海靜水壓力 。
2019年12月 ， 仿生深海軟體機(jī)器人在馬里亞納海溝坐底 ， 海試影像記錄顯示 ， 在馬里亞納海溝10900米深處 ， 該機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定撲翼驅(qū)動(dòng) 。 2020年8月27日 ， 該軟體機(jī)器人在南海3224米深處成功實(shí)現(xiàn)了自主游動(dòng) 。
論文第一作者、之江實(shí)驗(yàn)室智能機(jī)器人研究中心高級(jí)研究專員李國瑞表示 ， 未來 ， 項(xiàng)目組將繼續(xù)研究深海軟體智能設(shè)備的能源、驅(qū)動(dòng)、感知一體化系統(tǒng) ， 提升仿生深海軟體機(jī)器人的智能性 ， 降低應(yīng)用成本 。
“我們還計(jì)劃將仿生軟體機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)運(yùn)用到深潛器上 ， 研制小型化的深海裝備 ， 實(shí)現(xiàn)深海通訊、深海檢測(cè)等功能 。 ”之江實(shí)驗(yàn)室智能機(jī)器人研究中心工程專員梁藝鳴說 。
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