仿真金龙鱼机器人(高仿金龙鱼)
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本文目录:
- 1、根据章鱼伪装特性设计的隐身机器人是什么样的?
- 2、新加坡研发"魔鬼鱼"机器人在军事领域有何应用?
- 3、国产软体智能机器鱼打卡万米深海沟,此机器鱼有什么作用?
- 4、我国仿生软体机器鱼打卡万米深海沟,其制作原理是什么?
- 5、超级粘性机器人像“搭便车的”鱼一样粘在水下
- 6、鱼当机器人有什么作用
根据章鱼伪装特性设计的隐身机器人是什么样的?
章鱼通过改变皮肤颜色和纹理仿真金龙鱼机器人,能够一瞬间变成凹凸不均的海草或者珊瑚,从而在环境中接近于隐身状态。在不久的将来,利用章鱼这种伪装特性设计的机器人也将擅长奇妙的隐身术。类似头足类动物皮肤的合成材料可以从平坦的二维表面,转变成为具有凹凸结构的三维表面。这项技术未来可用于制造软体机器人,通常它覆盖着具有弹性的硅胶“皮肤”。
意大利圣安娜高级研究学院仿生机器人教授塞西莉亚·拉什奇(Cecilia Laschi)说仿真金龙鱼机器人:“伪装机器人可以隐藏起来,避免遭受动物的攻击,较好地接近动物研究它们的自然栖息环境。当然,伪装也可以支持军事应用,减少机器人的能见距离,更有效地接近危险区域。”
研究人员通过建立一个平坦表面转变为3D表面,模拟一个多肉植物,对这项硅胶伪装技术进行仿真金龙鱼机器人了测试。研究人员通过建立一个平坦表面转变为3D表面,模拟一个多肉植物,对这项硅胶伪装技术进行了测试。
凹凸不平的皮肤
这支研究小组是由美国宾夕法尼亚大学的詹姆斯·皮库尔(James Pikul)和康奈尔大学的罗伯特·谢泼德(Robert Shepherd)负责的,仿真金龙鱼机器人他们受到章鱼和乌贼的凹凸皮肤突起的灵感,设计一款软体机器人。据悉,章鱼和乌贼仅用0.2秒的时间便能膨胀肌肉组织,同时改变体色,完美地模拟周围环境特征。
软体机器人的皮肤突起是硅胶皮肤之下的一种气袋,也可以称为“气球”。通常情况下,这些气袋会在不同时间、不同位置膨胀,从而使机器人产生移动。在这项最新研究中,软体机器人膨胀效果能够更进一步。
基于头足类动物的行为特征,以及我们无法实现的技术,如何使用最新技术填补这一空缺,让机器人具有类似章鱼的伪装特性?这是谢泼德提出的核心问题。
他强调指出,在这种情况下,对气袋充气是一个非常可行的解决方案。通过将微小的纤维网状球体嵌入硅胶之中,科学家能够控制和改变膨胀表面的纹理,就像章鱼能够变化其皮肤一样。
当皮库尔还是博士后生时,曾提出通过纤维网环模式改变气袋纹理结构的观点,他被膨胀硅胶所吸引,主要是由于硅胶膨胀和收缩的速度非常快。之后在此构思基础之上,仅需要一个数学模型便能解决其运行问题。
研究人员制造一个硅胶网眼合成结构,之后对其进行充气膨胀,能够模拟章鱼皮肤突起,膨胀其皮肤进行伪装。研究人员制造一个硅胶网眼合成结构,之后对其进行充气膨胀,能够模拟章鱼皮肤突起,膨胀其皮肤进行伪装。
概念验证
目前纹理皮肤的原型看上去非常简单,通过将硅胶泡沫与纤维网结构的同心圆相分离,研究人员能够解决如何控制硅胶膨胀时的变形状况。例如仿真金龙鱼机器人:他们模拟河流圆石的结构,以及模拟一种叶片呈螺旋状排列的多肉植物。
但是谢泼德指出,复杂并不是他们研究工作的首要目标。我们不希望这种技术成为世界上仅有少数人掌握的,我们希望它能够非常容易地使用。
他希望这种基于研究团队早期发现如何使硅胶皮肤变色的纹理技术,能够更容易地应用于工业、学术界,以及被广大兴趣爱好者所使用。因此,该研究团队故意使用激光刀具等技术制造网环,这样便于康奈尔大学实验室之外的人们可以使用。
康奈尔大学物理学教授艾泰·科恩(Itai Cohen)也从事这项研究,他指出这项技术的另一个可利用方面。在一次考察过程中,科恩假设堆积多层漏气硅胶,按照一定的设计将其膨胀成一种伪装性纹理结构,放在某人卡车车厢。他说:“你可以对其进行放气,使该结构不必永久保持恒定的外形,毕竟充气膨胀的结构很难进行运输。”伴随着这项技术的不断发展,科恩进行了大胆设想——未来人们可以对一个环境扫描,之后编程相对应的硅胶片,只要充气就能模拟相应的环境特征。
目前谢泼德和皮库尔在各自的实验室不断地升级该技术,谢泼德解释称,自从开发这项技术以来,现已开始用电流代替充气膨胀,电流可产生相同的纹理,不需要系绳或者增压空气系统。同时,皮库尔希望应用处理材料表面的经验技术,以及表面积具有重要作用的物体,例如:电池或者冷却剂。
谢泼德说:“我们仍然处于软体机器人的探索阶段,因为多数机器人都是由坚硬的金属和塑料制成,软体机器人的特性和最佳应用尚未完全具体化。我们仅处于研究初期,同时目前取得了好的成绩,但是关键在于未来的应用,使软体机器人更容易让大众使用,同时确定软体机器人系统的可靠安全性。”
新加坡研发"魔鬼鱼"机器人在军事领域有何应用?
“魔鬼鱼”机器人在军事领域可以执行搜索侦查任务。
一说起“魔鬼鱼”,人们都会想到其扁平光滑的身体,喜欢栖居于海面或海底泥土中的生活习性,以及在海水中游玩儿时曼妙的体态。
MantaDroid是一个以“魔鬼鱼”为设计灵感的机器人,由新加坡国立大学研究者设计发明,其通过扇动两翼向前行进,剩下的就交给水的流体动力了。它可以以每小时1.6海里或每秒行进其身长两倍的速度在水下行进,但这还不是最引人注目的,其真正的亮点在于一次充电可以游行10小时之久。
将传感器放入动物体态的机器中,尤其是可以一次在海底勘测数小时的机器,任何使用它的人都不会被轻易察觉。然而,研究者也注意到了MantaDroid的科学与公共安全方面的应用前景,该装置还可以成为令人着迷的军事设备,尤其是其如果可以在远海充电的话。
“魔鬼鱼”在军事领域的应用还需等待进一步测试。接下来,该机器人还将接受不同海底深度和抗电流测试。尽管如此,人类将脚印掩藏于机器人温和扇动的机械臂中,使用机器人先行对未知浅滩进行侦察的未来仿佛已近在咫尺。
数年来科学家们一直在为模拟魔鬼鱼鱼鳍的摆动形态而刻苦攻关。而这一次,这支新加坡科研队伍在两年内设计了40多种不同的鱼鳍样式,最终决定采用单片PVC的设计。
此外,一款更大的“魔鬼鱼”机器人也在研发之中,预计增大版的机器人长度将达到0.7米,产品问世后将给研究海洋生态多样性、收集水文地理相关数据,以及军事勘查等诸多方面带来便捷。
国产软体智能机器鱼打卡万米深海沟,此机器鱼有什么作用?
国产软体智能机器鱼,是由浙江团队发明的仿生机械体。该鱼曾经下潜到 10900米的马里亚纳海沟,并且在2500mAh锂电池的驱动下,扑翼运动长达45分钟。而这款软体智能机器鱼灵感则是来源于深海狮子鱼,长22cm,翼展宽28cm。利用深海狮子鱼在深海中生存的原理,对人体智能机器鱼的研究提供新的思路。
而这条软体智能鱼在我国的深海工作当中,有着非常大的作用,如下:
第一,降低深海探索成本。
以往如果想要进行深海探索,首先要利用高强度金属制作金属外壳或者用压力补偿系统运行保障,还能够克服深海当中的极高静水压。这就需要比较高的深海探索成本。而这次仿生软体机器鱼,所采用的是软体人工肌肉,以及凝胶状的软体机身。不需要人工下潜,或者是高额的机械费用。不够大大的减少深海探索的成本。
第二,能够海洋探索事业做出贡献。
有了这款仿生软体机器鱼,就能够为生海探测作业环境的观察和深海生物的科考提供了新的解决方案,而且能够大幅度提升深海智能装备和机器人的应用能力,让柔性智能设备从常规环境走向深海作业等,多样任务与复杂场景。从而为我国的深海事业做出更大的贡献,也为其他的仿生机器人制造提供更多的思路。
当然这款软体仿生机器鱼,所能做出的贡献远不止这些。而且在制作这款机器鱼时,他背后的科研团队也为此付出了巨大的努力,在2020年新冠疫情的背景下,科研人员仍奋斗在一线工作当中,进行了海下试验完成对于机器鱼的调整和下潜执行任务。
我国仿生软体机器鱼打卡万米深海沟,其制作原理是什么?
本次由浙江大学仿真金龙鱼机器人,中国科学院深海科学与工程研究所仿真金龙鱼机器人,国防科技大学,上海海洋大学,大连海事大学等团队联合完成仿真金龙鱼机器人了一项重大仿真金龙鱼机器人的研究。这个重大的研究就是他们率先提出仿真金龙鱼机器人了机电系统软硬共融的压力适应原理,成功研制了无需耐压外壳的仿生软体智能机器人。并且首次实现了在万米深海自带能源软体,人工肌肉驱控和软体机器人深海自主游动。
而这次我国仿生软体机器鱼的制作灵感则是从超声渊的狮子鱼当中获得的。这种机器鱼能够在马里亚纳海沟10900m深处成功驱动,并且还能在海南3224m处自由游动。
看似简单的灵感,却需要背后的研究团队付出日以夜继的努力。首先,万米海底的压力相当于一吨重的小汽车全部压在指尖。而过去只有用高强度的金属外壳或者压力补偿系统,才能克服深海的极高静水压。现在通过李铁峰团队研制的仿生软体机器鱼,利用软体人工肌肉驱动一对翅膀状的柔性胸鳍,通过有节律性的扑翅实现游动。控制电路,电池等硬质器件则被融入集成在凝胶状的软体机身中,通过设计调节器件,方能实现机器人无需耐压外壳就可以承受万米级别的深海静水压力。
研究团队通过对深海狮子鱼的结构分析,发现了深海狮子鱼的骨骼细碎状的分布在凝胶状柔软的身体中,有助于帮助深海狮子鱼在高压环境下的生存与活动。正是深海狮子鱼给了创作团队更多的灵感,所以才有了这次的机器鱼。
而机器鱼除了克服静水压的作用,还要能够适应深海,低温,高压等极端环境。所以不难想象出这次中国科研团队面临的困难有多么巨大。即使是这样,中国科研团队依旧迎难而上,让机器鱼在马里亚纳海沟10900米深海驱动,并且在海南3224m深海游动。这次海试,让技术从试验室更快的走向了实用,也再一次让世界看到了中国制造!
超级粘性机器人像“搭便车的”鱼一样粘在水下
这个机器人的灵感来自remora,remora是一种附着在鲨鱼和鲸鱼身上的鱼,以它们宿主的死皮和粪便为食。Wang等人,Sci。机器人。2,eaan8072(2017))
一种受搭便车的鱼启发的机器人能够以自身重量340倍的力附着在水下表面。
这种新型机器人的灵感来源于remora,这种鱼附着在鲨鱼和鲸鱼等大型海洋动物身上,以寄主的死皮和粪便为食,
Remora鱼这样做时,鱼的下侧有一个特别适应的鳍,叫做吸盘,它由一个柔软的圆形“唇”和一排排称为片层的组织组成。薄片上有细小的针状小刺。remora可以利用椎间盘周围的微小肌肉来改变它的形状,将自己吸引到宿主身上;然后,这些小刺通过增加摩擦力来提供主要的抓握力。
“生物学家说,它代表了脊椎动物最非凡的适应能力之一,”李文说,中国北航大学的机器人学和生物力学研究人员,也是一篇描述remora机器人的新论文的主要作者。【7项受自然启发的聪明技术】
鱼一样的灵感
温说,他在哈佛大学做博士后研究时,就有了设计remora灵感机器人的想法。他和他的顾问正在设计3D打印鲨鱼皮。温总理说,当他在报纸上查找照片时,他总是在鲨鱼的照片上看到这些奇怪的小衣架。他们是雷莫拉斯。文和他的同事们被没有人试图制作一个仿生机器人remora光盘的事实所震惊,他们决定自己解决这个项目。
要做到这一点,他们必须想出一种方法来制作一个光盘,其截面从完全刚性到皮肤柔软。研究人员利用3D打印来完成这一壮举,然后添加了大约1000个由激光切割碳纤维制成的人造尖刺。为了让光盘像真正的remora光盘一样移动,研究人员嵌入了六个气动执行器——基本上是小气穴——可以根据提示进行充气和放气。
观察起伏的remora机器人dic。(Wang等人,Sci。机器人。2,eaan8072(2017))
结果看起来有点像剃须刀,刀片太多,只是更大。这个机器人从一头到另一头大约有5英寸(13厘米)。“KDSPE”骑着机器人“KDSPs”来测试这个鱼腥机器人,研究人员把它附着在水下的各种表面上,有的粗糙,有的平滑,有的僵硬,有的柔韧。其中包括真正的鲨鱼皮、有机玻璃、环氧树脂和硅橡胶。机器人很好地附着在所有的表面上,研究人员发现,KDSPE“KDSPs”将ReMORA机器人拉离光滑有机玻璃所需的力约为436牛顿,这相当于机器人本身重量的340倍。在更粗糙的表面上,机器人的抓得不那么紧。例如,用167牛顿的力把机器人从真正的鲨鱼皮上拉下来。
最后,研究人员将他们的圆盘连接到一个真正的遥控水下机器人上,并练习用圆盘将遥控潜水器连接到不同的表面。他们将椎间盘固定在之前测试过的相同范围的表面上的成功率为100%,平均固定时间不到4秒,研究称,
“旋转时覆盖在片层上的刚性小颗粒和软材料与表面啮合,就像活的remora椎间盘一样,温教授告诉现场科学。
虽然粘着机器人已经不是什么新鲜事了,但remora是机器人学家对水下附件的第一个选择。其他粘性机器人,比如受树蛙和壁虎启发的机器人,在水下工作不太好。 *** 说,remora机器人可以用来将物体附着在任何宽阔的水下表面,也可以让水下机器人在船底巡航,
remora机器人甚至可以用作跟踪海洋动物运动的标签。毕竟,还有一个搭便车的?"
关于生命科学的原始文章。
鱼当机器人有什么作用
为生物学理论验证、鱼类游动机理探究及新型水下移动机器人的研制等提供支持。
根据DeepTech深科技网资料,仿生机器鱼可以为生物学理论验证、鱼类游动机理探究及新型水下移动机器人的研制等提供支持。
机器人,能模仿人的某些活动的一种自动机械。
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