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本帖最后由 Dgw 于 2025-3-21 21:10 编辑
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我国科研团队成功研发出深海小型机器人
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深海,被称为地球生命的“极限实验室”,令无数科学家神往。在地球最深处的马里亚纳海沟,压强最高可达1.1亿帕,相当于一吨重的大山压在人的拇指盖上。就在这样的万米深渊,一台身长50厘米、重2.7千克的小型机器人,却如游鱼般自在穿梭,甚至能变幻出足肢在海底漫步。( q% F$ Q( c: S& \5 y; ^" j8 |
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2 q2 m; T$ s5 T' V 科研人员正利用机械臂将北航深海小型机器人投于马里亚纳海沟。(受访者供图)- M w+ j2 w" l+ e$ F
5 d3 _: l3 V- G: G+ T5 ?; E/ z) t6 d马里亚纳海沟曾是小型机器人的“禁区”。北京航空航天大学科研团队联合中国科学院深海科学与工程研究所、浙江大学的研究人员,历经数年攻关研发出上述机器人,为深海探测开启更多可能。该成果3月20日在《科学·机器人学》发表。* M; ~* n; C1 W y& m; K
, [# `! c o: f+ z, d1 l: K实现深海游动,首先要克服高压。团队成员、北航航空科学与工程学院副教授潘飞说,团队利用硅胶软材料随外部压强增大而变刚硬的特性,设计出新型力学结构,打造出适应深海高压的柔性驱动装置。“我们创新运用了能快速突跳的双稳态手性超材料结构,它能将外界高压转化为提升驱动器摆动速度和幅度的动力,变‘不利’为‘有利’。”$ e" N* |% R+ A( u1 I$ l
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北航机械工程及自动化学院博士生左宗灏说,深海温度低是另一挑战。科研团队在机器人驱动器的两端固定了一对形状记忆合金弹簧,通过周期性电流对弹簧加热,使其交替收缩,从而实现驱动器的高频率快速循环摆动。
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+ f0 F, j0 C& c+ _" l2 m. e: a 北航深海小型机器人在海里游动、爬行。(受访者供图)
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“我们还从蝙蝠鱼的运动形式中找到仿生设计灵感,打造出这款既能游也能爬的多模态机器人,以适应深海复杂环境。”北航机械工程及自动化学院教授文力说,为验证机器人的性能,研究团队搭载“深海勇士”号和“奋斗者”号载人深潜器,完成了在马里亚纳海沟等多个深海地点的实地测试。
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北航机械工程及自动化学院教授丁希仑表示,科研团队将持续提升深海小型机器人的续航能力、运动效率,有望实现更大范围的深海探测,助力海洋资源开发、考古发掘、环境监测等。 |
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