国产深海机械人登上顶刊:可逛动、滑翔、爬行

发布时间:2025-03-28 07:39

  研究团队从蝙蝠鱼的活动模式中罗致灵感,设想出可以或许逛动、滑翔、爬行的多模态机械人,并操纵手性双稳态超材料布局实现 0。75s 内的逛动-快速转换,顺应分歧的海底地形和使命需求。

  针对 2-4℃低温这一深海带来的另一难题,研究团队巧妙操纵正在低温下可实现高频轮回自动变形的外形回忆合金进行拮抗驱动。操纵外形回忆合金的外形回忆效应,通过周期性电流加热使一对外形回忆合金弹簧自动交替收缩,驱脱手性超材料单位的双稳态突跳切换,从而实现驱动器的快速轮回摆动。

  进一步,通过无限元仿实、尝试室测试及高压罐尝试等方式,系统优化了驱动器环节布局参数,最终实现了静水压力对驱动机能的正向强化,显著提拔了驱动器的摆动速度取幅值。最初,通过硅油填充的硅胶管、柔性油囊等封拆手艺,实现了外形回忆合金驱动器、电板和能源系统的压力自弥补封拆。

  IT之家3 月 20 日动静,由航空航天大学机械工程及从动化学院研究团队,结合中科院深海所、浙江大学历经 6 年配合研发,深海小型多模态机械人研究于 3 月 20 日颁发正在国际学术顶刊 《科学・机械人》(Science Robotics),为深海摸索带来了更多可能性,同时被 Science Robotics 官网首页大图引见。

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  针对深海无法对软体生物平安抓取的难题,研究团队操纵手性超材料单位的压-扭耦合效应提出了一种穿戴式深海柔性抓持器设想方式。该抓手搭载于“奋斗者号”和“深海懦夫号”载人深潜器上,海参、海胆)的无损抓取和采样,挪动吨级着陆器,开箱操做等一系列深海使命。

  操纵双稳态手性超材料布局正在两个稳态之间切换时的快速突跳(snap-through),实现高效驱动。这种快速突跳的速度和幅度会跟着布局材料模量的添加而添加,巧妙地将深海高压对软材料的负面影响扭转为反面影响,降服了以往柔性材料驱动器正在深海下机能衰减的坚苦。

  为了验证机械人的机能,研究团队正在多个深海地址进行了实地测试。正在几年的测试时间中,机械人搭载“深海懦夫号”和“奋斗者号”载人深潜器完成了包含海马冷泉(1384m)、龙西海山(3756m)和马里亚纳海沟(10666m)正在内的多地形、全海深的共计 14 次摆设测试。

  潘飞、刘嘉琦、左灏、何夏为本论文的配合第一做者,机械工程及从动化学院文力传授取丁希仑传授为本论文的通信做者。北航为本论文的第一单元及通信单元。本研究获得了青年科学基金项目(A 类)和立异研究群体等项目标赞帮。

  正在深海的高压下,柔性驱动器材料的模量添加,雷同肌肉的“”,会导致驱动幅值取速度的衰减,减弱机械人的运转机能。为了降服这一挑和,正在多次测验考试之后,研究团队设想出了全新的深海驱动安拆。