北京航空航天大學聯(lián)合聯(lián)合中國科學院、浙江大學研究人員成功研發(fā)出深海小型機器人
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我國科研團隊成功研發(fā)出深海小型機器人
新華社北京3月21日電(記者趙旭)深海,被稱為地球生命的“極限實驗室”,令無數(shù)科學家神往。在地球最深處的馬里亞納海溝,壓強最高可達1.1億帕,相當于一噸重的大山壓在人的拇指蓋上。就在這樣的萬米深淵,一臺身長50厘米、重2.7千克的小型機器人,卻如游魚般自在穿梭,甚至能變幻出足肢在海底漫步。

科研人員正利用機械臂將北航深海小型機器人投于馬里亞納海溝。(受訪者供圖)
馬里亞納海溝曾是小型機器人的“禁區(qū)”。北京航空航天大學科研團隊聯(lián)合中國科學院深??茖W與工程研究所、浙江大學的研究人員,歷經(jīng)數(shù)年攻關研發(fā)出上述機器人,為深海探測開啟更多可能。該成果3月20日在《科學·機器人學》發(fā)表。
實現(xiàn)深海游動,首先要克服高壓。團隊成員、北航航空科學與工程學院副教授潘飛說,團隊利用硅膠軟材料隨外部壓強增大而變剛硬的特性,設計出新型力學結構,打造出適應深海高壓的柔性驅動裝置。“我們創(chuàng)新運用了能快速突跳的雙穩(wěn)態(tài)手性超材料結構,它能將外界高壓轉化為提升驅動器擺動速度和幅度的動力,變‘不利’為‘有利’。”
北航機械工程及自動化學院博士生左宗灝說,深海溫度低是另一挑戰(zhàn)??蒲袌F隊在機器人驅動器的兩端固定了一對形狀記憶合金彈簧,通過周期性電流對彈簧加熱,使其交替收縮,從而實現(xiàn)驅動器的高頻率快速循環(huán)擺動。

北航深海小型機器人在海里游動、爬行。(受訪者供圖)
“我們還從蝙蝠魚的運動形式中找到仿生設計靈感,打造出這款既能游也能爬的多模態(tài)機器人,以適應深海復雜環(huán)境。”北航機械工程及自動化學院教授文力說,為驗證機器人的性能,研究團隊搭載“深海勇士”號和“奮斗者”號載人深潛器,完成了在馬里亞納海溝等多個深海地點的實地測試。
北航機械工程及自動化學院教授丁希侖表示,科研團隊將持續(xù)提升深海小型機器人的續(xù)航能力、運動效率,有望實現(xiàn)更大范圍的深海探測,助力海洋資源開發(fā)、考古發(fā)掘、環(huán)境監(jiān)測等。
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