熟练掌握网站开发技术,网站开发经验,wordpress提问插件,从化建设局网站关停来源#xff1a;之江实验室、仿生深海软体机器人项目组、浙江大学▍适应万米静水压的软体机器人由于极端的静水压力#xff0c;深海区域人们基本很难探测。位于西太平洋的马里亚纳海沟是已知的海洋最深处#xff0c;水压高、温度低、完全黑暗#xff0c;被称为“地球第四极… 来源之江实验室、仿生深海软体机器人项目组、浙江大学▍适应万米静水压的软体机器人由于极端的静水压力深海区域人们基本很难探测。位于西太平洋的马里亚纳海沟是已知的海洋最深处水压高、温度低、完全黑暗被称为“地球第四极”。随着深潜技术的不断发展人们发现茫茫深海并非一片死寂在马里亚纳海沟6000—11000米之间的极高压深水区仍有数百种物种生存狮子鱼snailfish就是其中的典型代表。钝口拟狮子鱼 生物学研究发现狮子鱼的骨骼细碎状地分布在凝胶状柔软的身体中能承受近百兆帕的压力相当1000个大气压强。打个不恰当的比方这巨大的压力相当于约一吨重的小汽车全压在指尖上。“狮子鱼的奇特构造带给我们很大启发。如果能将深海的‘生命奥秘’化作‘机器之力’我们就可以研发出自适应深海极端环境的仿生、软体、小型化智能深海机器人既可助力深海探索又能发展新型机器人与智能装备。”该论文第一作者——之江实验室智能机器人研究中心的高级研究专员李国瑞谈及研发初心仍难抑制兴奋之情。 明确了研究方向2018年5月之江实验室智能机器人研究中心与浙江大学交叉力学中心李铁风教授团队启动了以狮子鱼为原型的仿生深海软体机器人研究。基于狮子鱼头部骨骼在软组织中的分散融合这一特点项目组对电子器件和软基体的结构、材料进行力学设计优化了在高压环境下机器人体内的应力状态。项目组研发的这台仿生深海软体机器人形似一条鱼长22cm翼展宽度28cm大约为一张A4纸的长宽。控制电路、电池等硬质器件被融入集成在凝胶状的软体机身中通过设计调节器件和软体的材料与结构实现了机器人无需耐压外壳便能承受万米级别的深海静水压力。仿生狮子鱼深海软体机器人软体机器人在测试在 110 MPa 的静水压力中测试 相比于传统的‘铠甲式’抗高压深潜装备研究团队以全新技术路线研制仿生深海软体机器人争取大幅降低深海探测的难度和成本。 ▍创新“智能人工肌肉驱动”深海机器人是如何实现推进的呢机器人依靠的是自身携带的小型化能源控制系统及两翼中间椭圆形部位的介电弹性体人工肌肉Dielectric elastomerDE muscle。当硅胶体中的电子器件产生电信号时介电弹性体会在该电压信号的刺激下产生像肌肉一样的变形模式“仿生机器鱼”的双翼就会随着肌肉的伸缩进行扑翼运动驱动机器人前进。高静水压下深海软体机器人游动测试然而要实现介电弹性体在深海中的驱动还需克服在高压和低温条件下高分子材料的电驱动性能衰减问题。项目团队与浙江大学化学工程与生物工程学院罗英武教授团队合作研制了一种能适应深海低温、高压等极端环境的电驱动人工肌肉即便是在马里亚纳海沟的低温0—4℃、高压环境110 MPa下依旧能正常工作。“我们的另一个研究突破就在于设计了一种能在高压低温环境下依然能保持良好电驱动性能的电驱动智能软材料。”李铁风教授说。 总结来说适应深海静水压力的软-硬融合机器系统适用于深海高压低温环境的新型介电高弹体驱动器两项技术突破造就了这台全新的仿生深海软体机器人。机器人设计与深海试验▍软体机器人应用前景广阔在研究历程中系列的数值计算和大量的压力环境模拟实验已经验证了方案的可行性。为了进一步证实机器人在深海实地环境下的可靠性在上海海洋大学、中科院深海所、大连海事大学、广东海洋地质调查局等单位的合力支持下项目组研发的仿生机器人先后在马里亚纳海沟、中国南海等海域开展深海海试。马里亚纳海沟10900米深海驱动2019年12月仿生深海软体机器人在马里亚纳海沟坐底海试影像记录显示在马里亚纳海沟10900米海深处该机器人实现了稳定扑翼驱动。在2020年8月27日深夜该软体机器人在南海3224m海深处成功实现了自主游动。南海3224米深海自主游动 “我们的机器人在深海、极地、高冲击性等恶劣及特种环境下具有良好的发展应用前景。”李国瑞表示。未来项目组将继续研究深海软体智能设备的能源、驱动、感知一体化系统提升仿生深海软体机器人的智能性同时降低应用成本。” 研究人员表示此次取得的实验成功有可能扩展到各种其他软设备上未来如果集成额外的功能单元或重新排列电路则有望产生多种附加功能例如深海中的传感和通信。未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。  如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”