Cnbeta 03月25日
中国研发体重仅1.5千克的小型机器人 可在万米深海游泳
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一项发表于《科学-机器人》的研究揭示了深海探索领域的突破。北航团队历时六年研发出一种名为“小精灵”的深海可变形机器人,它仅有50厘米长、1.5千克重,成功在马里亚纳海沟万米深渊中工作,打破了此前大型潜航器的“禁区”。该机器人设计灵感来源于蝙蝠鱼,具备游动、滑翔、爬行的多模态能力,并针对深海极端环境,创新性地应用手性双稳态超材料结构和形状记忆合金,实现了高效驱动和适应性。这项技术为深海探索带来了新的可能性,有望在海洋资源开发、考古发掘和环境监测等领域发挥重要作用。

🌊“小精灵”机器人打破了深海探索的“禁区”,其设计灵感来源于蝙蝠鱼的运动模式,实现了游动、滑翔、爬行的多模态功能,从而适应复杂的海底环境。

⚙️该机器人采用了手性双稳态超材料结构,实现了0.75秒内的快速游动-走动模式转换,提高了在不同海底地形下的适应性,满足多样化的任务需求。

💡针对深海高压和低温环境,研究团队分别设计了创新的驱动装置。利用双稳态手性超材料结构切换时的突跳实现高效驱动,并将深海高压的负面影响转化为助力;同时,利用形状记忆合金进行拮抗驱动,解决了深海低温带来的挑战。

在地球最深处的马里亚纳海沟万米深渊,环境极端,此前能到达这里的多为数吨重的刚性体大型潜航器。如今,一台身长不到50厘米、体重仅1.5千克的小型深海可变形机器人“小精灵”打破了这一“禁区”,为深海探索带来新可能,相关成果发表于《科学-机器人》。

该机器人由北航等单位历时6年研发。团队从蝙蝠鱼运动模式获取灵感,设计出能够游动、滑翔、爬行的多模态机器人。

它能利用手性双稳态超材料结构实现0.75s内的游动-走动快速转换,适应不同的海底地形和任务需求。

深海高压对小机器人影响巨大,柔性驱动器材料模量增加会削弱运行性能。

为此,团队设计全新驱动装置,利用双稳态手性超材料结构切换时的突跳实现高效驱动,将深海高压负面影响转化为助力。

针对深海低温环境,团队利用形状记忆合金进行拮抗驱动,通过周期性电流加热使其交替收缩,驱动手性超材料单元切换,实现驱动器快速循环摆动。

未来,研究团队将提升深海小型机器人的续航能力和运动效率,实现更大范围的深海探测和监测,助力海洋资源开发、考古发掘、环境监测等。

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