近幾年來(lái)，海底AI反動(dòng)的熾熱迸發(fā)促使國(guó)際外涌現(xiàn)林林總總的水下仿生機(jī)械人，它們?cè)陉懙厥澜缋锔黠@神通。有名記載片《植物世界》曾拍攝到一種陸地生物——被稱為“吸盤魚(yú)”的？魚(yú)，它憑仗嘴部的吸盤可吸附在鯨類、沙魚(yú)和海龜?shù)母共浚幢闼拗骷菜儆蝿?dòng)，?魚(yú)照樣能緊緊地附著而不零落。 但是，在不雅看記載片之際，我們并沒(méi)有想到它竟然會(huì)成為明天?魚(yú)仿活力器人的模板。近日，由北京航空航天年夜學(xué)、哈佛年夜學(xué)和波士頓年夜學(xué)結(jié)合啟動(dòng)了一項(xiàng)科研項(xiàng)目，應(yīng)用3D打印技巧制造?魚(yú)仿活力器人，來(lái)贊助對(duì)陸地生物的研討。比來(lái)一期的《迷信·機(jī)械人學(xué)》（Science Robotics）雜志封面登載報(bào)導(dǎo)了相干研討結(jié)果。 今朝，水下機(jī)械人的研發(fā)存在一個(gè)困難——它很難在水里完成自立抓取的義務(wù)。而以?魚(yú)為模板的水下仿活力器人，它為處理這個(gè)困難翻開(kāi)了新的思緒，由于它經(jīng)由過(guò)程順勢(shì)吸附 的行為去完成抓取。 ?魚(yú)仿活力器人的結(jié)構(gòu) 這款水下機(jī)械人具有?魚(yú)與吸盤兩部門，研討團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用3D打印和激光切割技巧設(shè)計(jì)出這款仿活力器人。個(gè)中，最精致龐雜的部門就是魚(yú)頭部位的吸盤。魚(yú)頭部吸盤由三部門構(gòu)成：吸盤外周的唇圈，由柔性的肌原纖維 構(gòu)成，重要發(fā)生負(fù)壓；吸盤外部的硬質(zhì)鰭片構(gòu)造，表面包裹厚度約500微米的軟組織，可由肌肉驅(qū)動(dòng)發(fā)生法向微動(dòng)；鰭片上的錐狀小刺構(gòu)造，底部直徑約200微米，頂端為1-5微米。其外部有2000個(gè)微型的小刺，依照附著面凹進(jìn)或凹陷從而令吸盤能吸附在各類陸地生物的體表。 課題組和哈佛年夜學(xué)Robert Wood試驗(yàn)室一路攻關(guān)，借助高精度激光加工技巧，加工出了標(biāo)準(zhǔn)、外形都和真實(shí)?魚(yú)構(gòu)造高度近似的硬質(zhì)小刺，并嵌入到復(fù)合資料的樣機(jī)鰭片中。 除此以外，為了讓?魚(yú)仿活力器人在水里動(dòng)起來(lái)，課題組還制造了輕量化、防水的纖維加強(qiáng)軟體直線驅(qū)動(dòng)器，完成了?魚(yú)吸盤外部鰭片的微動(dòng)，其幅度約為150微米。 課題組做出的仿生?魚(yú)軟體吸盤機(jī)械人樣機(jī)，能在滑膩外面發(fā)生相當(dāng)于自重約340 倍、粗拙外面上自重約100倍的吸附力。 在鮣魚(yú)仿活力器人研發(fā)勝利之前，文力傳授已經(jīng)率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)“軟體章魚(yú)觸手機(jī)械人”。本年3月，北航ITR軟體機(jī)械人試驗(yàn)室與國(guó)際有名機(jī)械人與主動(dòng)化公司FESTO協(xié)作研制的“軟體章魚(yú)觸手機(jī)械人”宣布，并在漢諾威工業(yè)展上取得了德國(guó)總理默克爾的喜愛(ài)。這類機(jī)械人能為分歧外形、年夜小的物體完成平安無(wú)損和無(wú)力的抓取，沖破了剛性機(jī)械人的部門后天缺點(diǎn)。 水下仿活力器人運(yùn)用遠(yuǎn)景遼闊 主導(dǎo)研發(fā)這項(xiàng)仿活力器人的文力傳授表現(xiàn)，“這類‘搭便車’行動(dòng)最年夜的長(zhǎng)處，就是能有用削減活動(dòng)消費(fèi)的能量。” “經(jīng)由過(guò)程將仿生樣機(jī)集成到水下機(jī)械人上，完成相似 魚(yú)的游動(dòng)-吸附-離開(kāi)。這項(xiàng)研討任務(wù)不只從生物力學(xué)角度提醒 魚(yú)的吸附機(jī)制，同時(shí)為將來(lái)的低功耗水下仿生軟體機(jī)械人、水下吸附裝配供給了新的思緒。”文力傳授說(shuō)道，基于生物體機(jī)制，這類機(jī)械人固然吸附力可不雅，卻不會(huì)對(duì)吸附外面形成損壞。此項(xiàng)運(yùn)用在軍平易近范疇都有優(yōu)越的運(yùn)用遠(yuǎn)景，如國(guó)防科技、水下救濟(jì)、陸地生態(tài)檢測(cè) 等方面，可施展主要感化。 水下仿活力器人，似乎是人類摸索未知陸地范疇的另外一雙手臂。因?yàn)樗聶C(jī)械人的任務(wù)區(qū)是在水域內(nèi)，所以市情上的產(chǎn)物也根本都是采取仿生技巧設(shè)計(jì)。水下機(jī)械人因?yàn)榫哂懈咝У耐苿?dòng)機(jī)能、優(yōu)越的隱身機(jī)能和把持機(jī)能，有著遼闊的運(yùn)用遠(yuǎn)景。 平易近用 方面，它可以或許運(yùn)用于陸地情況研討、陸地資本探測(cè)及開(kāi)辟、陸地援潛救生等，也能夠作為電子寵物或智能玩具進(jìn)入人們家庭。 軍用 方面，可用于戰(zhàn)時(shí)偵查、搜集諜報(bào)、潛艇戰(zhàn)與反潛戰(zhàn)，同時(shí)也能夠作為高機(jī)能的智能化兵器或兵器平臺(tái)，直接用于攻擊和損壞敵軍的口岸、水下偵查體系、艦船、損壞敵方海上運(yùn)輸線等。 除此以外，水下仿活力器人作為一種新興的水下運(yùn)載器，為機(jī)械、電子、資料、動(dòng)力等硬件的研制和單機(jī)械魚(yú)掌握算法、多機(jī)械魚(yú)調(diào)和掌握等軟件的開(kāi)辟供給了全新的平臺(tái)。
