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    吸盘鱼仿生机器人 海洋生物研究现曙光

      [  中关村在线 原创  ]   作者:宋达希   |  责编:王征

            3D打印技术和机器人技术已经共同发展数年时间,3D打印技术具备很强的产品迭代改进能力,而机器人研究面向不同领域需要更多的尝试,二者恰好匹配。

    吸盘鱼仿生机器人 海洋生物研究现曙光
    吸附在大型海洋生物体表的䲟鱼成为仿生机器人的模板

            大自然的多种生物本身就是一个奇迹,机器人仿生学则利用了大量生物对自然界的适应性。最近北京航空航天大学、哈佛大学和波士顿大学联合启动了一项科研项目,利用3D打印技术制作䲟鱼仿生机器人,来帮助对海洋生物的研究。

    吸盘鱼仿生机器人 海洋生物研究现曙光
    北航仿生软体机器人实验室官网有这项研究的发表文章

            䲟鱼其实就是我们在《动物世界》中看到过的“吸盘鱼”,凭借嘴部的吸盘吸附在鲸类、鲨鱼和海龟的腹部,即使宿主快速游动,吸盘鱼还是能牢牢地附着而不脱落。而且除了以宿主的食物残渣、粪便或躯体上的小型贝类为食之外,吸盘鱼这种生存方式还非常高效,节约自己的能量消耗。

    吸盘鱼仿生机器人 海洋生物研究现曙光
    䲟鱼 也就是《动物世界》中介绍过的吸盘鱼

            无论从哪个角度来看,䲟鱼都是水下科研机器人的最佳模板。迄今为止大部分的水下机器人行动都非常缓慢,最快的一种自主行动机器人速度仅仅每小时216米;因此附着在大型海洋生物上成了水下机器人理想的一种设计。

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    䲟鱼仿生机器人的原理

            利用3D打印和激光切割技术,研究团队设计出具备鱼鳍和吸盘的仿生机器人。吸盘内部有1000个微型的碳纤维纤毛,按照附着面凹进或凸起从而使得吸盘能够吸附在各种海洋生物的体表。

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    3D打印的仿生机器人吸盘

            在测试中,这种海洋机器人的吸盘可以承受大约340倍与自身重量的拉力,在水下不论是粗糙还是光滑的表面都可以牢固吸附,鲨鱼皮、树脂玻璃或者橡胶材料的表面都能够吸附紧密。如果是非水下环境,它还能够吸附在木质材料和硬纸板上,甚至手机上也能吸附牢固。

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    细节放大的碳纤维纤毛

            这个项目的下一步计划将是把机器人吸附在鲨鱼、鲸鱼或海豚这类实体海洋生物体表,观察在真实水下环境中机器人与生物的共生情况。而最终的目的是将其投入到科研中,为海洋生物做标记并跟踪它们的行为。另一种可能的应用将是维护水下石油管道之类的人工水下设施。

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