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仿“章鱼“机器人成为前所未见的人造水下航行器

行业上下游中国仪表网2015年02月11日 09:47人气:6323

  【中国仪表网 行业上下游】英国南安普敦大学、美国麻省理工学院(MIT)和新加坡麻省理工学院研究和技术联盟的联合团队开发出一种像章鱼一样的机器人,可以在水中收缩从而以超快速度推进和加速,成为前所未见的人造水下航行器。该研究结果发表在最新一期的《生物灵感和仿生学》上。
  

  最快的水生动物外形光滑而细长,这有助于它们轻易地在水中通行,而头足类动物,如章鱼,能够用水填充自己的身体,然后迅速将水压榨出,以这种方式获得动力快速逃逸。
  
  据物理学家组织网近日报道,受此启发,这个联合团队制造了一个像章鱼一样的可变形机器人,骨架是3D打印的,除了一个薄弹性外壳外,没有移动部件及能源装置。
  
  这个自推进机器人长30厘米,尽管一开始是非流线型,充水后快速缩小,通过底部发射出水为其提供显著的推进和加速动力。
  
  该机器人工作起来像吹足的气球,撒了气之后满屋子飞。而里面用3D打印的聚碳酸酯骨架可保持气球紧致,最终的形状会呈流线型,鳍片设在后面以保持其直线前进。
  
  这种机器人能够在不到一秒钟内加长到身体10倍的长度。在最近的实验室测试中,这种机器人加速载荷1公斤,不到一秒钟时速达6英里。相当于一个迷你库柏车在水下携带额外重量350公斤(使车的总重量达到1000公斤),由静止加速到每小时60英里。
  
  这种表现在之前的人造水下航行器中是前所未有的。该研究的主要作者、南安普敦大学南安普敦海洋研究所讲师加布里·埃尔博士说:“人造水下航行器的设计要尽可能精简,但除了使用大量推进剂的鱼雷例外,之前这些运载工具没有一个能达到这种程度,尽管在机械方面设计得很复杂。”
  
  他说:“刚体物体总是把能量损失到周围的水中,但迅速收缩形式的机器人实际上是使用水来助力推进,以超快速度逃离,形成了53%的能源效率,这要比突然弹动的鱼游得快。”
  
  研究人员计算,若把该机器人造得更大些,可以提高它的快速启动性能,将其应用发展为人工水下运载车辆,可以匹配相应的速度、机动性和生物灵感的效率。并且,这项研究给其他工程领域带来影响——阻力是至关重要的,如飞机机翼的设计,并对生物系统不同形状的变化研究也带来触动。
(本文来源:科技日报转载请注明出处
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