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海洋守护者!为保护珊瑚礁 科学家们发明了能钻过小洞的人造水母

http://www.tzgcjie.com 来源:前瞻网            发布时间:2018-09-19 16:28:25

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科学家们已经制造出了机器人水母,有一天它可以用来追踪和监测脆弱的海洋生态系统。

这种柔软的机器人能够游过比它们身体更窄的开口,并由液压硅触须提供动力。

一些机器人已经经过了测试,它们可以通过在有机玻璃板上钻出的小洞。

在未来,这些所谓的“水母机器人”可以被送到脆弱的环境中,比如珊瑚礁,而不会有碰撞和破坏的风险。

这种人造动物的创造者相信,它们可以在不干扰这种脆弱的野生动物的情况下,充当“海洋守护者”的角色。

该机器人的发明者之一、来自佛罗里达大西洋大学的Erik Engeberg博士说:“对海洋研究人员来说,研究和监测珊瑚礁等脆弱的环境一直是一项挑战。”

“软体机器人在这方面有很大的潜力。”

水母机器人的设计是基于月亮水母(Aurelia aurita)在幼虫生命周期阶段的形状。月亮水母可以变换颜色,在水中飘荡,是一种高档的观赏水生动物。

它的一个液压系统由两个叶轮泵驱动,允许机器人游泳和控制。周围环境中的水被安静地泵入水母体内,使它的8个硅触须膨胀。

当水泵停止工作时,触须就会释放水,触须就会放松。这会让它轻微上升和下降,随后的游泳运动就产生了。

当水泵没有动力时,触须的自然弹性迫使水回流。

这种前后移动创造了一种游泳姿势,与现实生活中的水母非常相似。

Engeberg博士说:“基于鱼类和其他海洋动物的仿生软体机器人在过去几年里在研究领域越来越流行。水母是很好的候选者,因为它们是非常高效的游泳者。”

“它们的推进性能取决于它们身体的形状,这种形状可以产生涡流、喷气推进、划船和吸力运动的组合。”

他补充说:“这个机器人的主要应用是探索和监测脆弱的生态系统,所以我们选择了软体液压网络执行器来防止意外损坏。”

“另外,活水母的浮力是中性的。为了模拟这一过程,我们在游泳时用水给液压网络驱动器充气。”

五种不同硬度的水母机器人被用于测试,它们是通过3D打印技术制造的。

Engeberg博士说:“我们发现这些机器人能够游过比机器人公称直径还窄的开口。”

未来的机器人将拥有环境传感器和导航程序来帮助它们找到缝隙,并决定是否能游过去。

这项研究发表在《仿生学与生物灵感》杂志上。

类似的软体机器人还有由哈佛大学和波士顿大学工程师发明的蜘蛛型微型机器人。他们使用硅胶打造了机器人的外形,然后使用激光精细加工技术在机器人身上蚀刻出微型通道。

这种机器人具有18度自由度,并且体型非常小,未来将能够用于内窥镜检查和显微外科手术。

此外,中国的棋弈智能客机公司也研发出了一种能在管道中爬升或爬树的单体纤绳式软体机器人。利用负压技术使其牢固吸附在墙面,它能够在垂直墙面运动和翻越拐角,加装特制电磁铁控制模块后还可以实现铁质墙面爬行。

这种机器人的应用范围有管道维修、室内侦查等,还可组合为各种形态。

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