《自然》封面报道中国学者研究成果:万米深海驱动软体机器人

2021-03-04 13:05:43 作者: 《自然》封面

3月4日,世界尖端期刊《天然》杂志在封面刊发之江试验室与浙江大学协作的研讨成果——无需耐压外壳,便能接受万米等级深海静水压力的仿生深海软体机器人,研讨团队在全球首先完成了软体机器人的万米深海控制及深海自主游动试验,将为深海探究科考、环境监测与资源勘探供给解决方案。

天然杂志封面。汹涌新闻(www.thepaper.cn)从之江试验室得悉,仿生深海软体机器人形似一条鱼,长22厘米,翼展宽28厘米,约A4纸巨细,原型来自于生活在马里亚纳海沟6000~11000米的狮子鱼。

生物学研讨发现,狮子鱼的骨骼细碎状散布在凝胶状身体中,能接受近百兆帕的压力,相当于约一吨的轿车压在指尖上。“狮子鱼的结构带给咱们启示,假如能将深海的‘生命奥妙’化作‘机器之力’,就可以研宣布习惯深海极点环境的仿生、软体、小型化智能机器人。”论文榜首作者、之江试验室智能机器人研讨中心高档研讨专员李国瑞表明。

研讨团队对电子器材和软基体的结构、资料进行力学规划,优化了在高压环境下机器人体内的应力状况。控制电路、电池等硬质器材被融入集成在凝胶状软体机身中;经过规划调理器材和软体的资料与结构,机器人无需耐压外壳便能接受万米等级的深海静水压力。

仿生深海软体机器人。动力方面,机器人靠本身带着的小型动力控制体系和两翼中心椭圆形部位的介电弹性体人工肌肉完成推动。当硅胶体中的电子器材发生电信号,介电弹性体会在影响下发生像肌肉相同的变形形式,双翼随肌肉弹性进行扑翼运动。为战胜高压、低温条件下高分子资料的电驱动功能衰减,团队研制了一种能习惯深海环境的电驱动人工肌肉,在马里亚纳海沟的低温(0~4℃)、高压(110 兆帕)下仍旧能正常作业。

“总的说,仿生深海软体机器人完成了两项要害打破:习惯深海静水压力的软硬交融机器体系和适用于深海高压低温环境驱动的新式介电高弹体驱动器。”李国瑞表明,为反抗巨大的静水压力,现有的深海机器人均需高强度的金属耐压容器维护,仿生深海软体机器人则可完成深潜器的小型化、柔性化、智能化,有望大幅下降深海勘探的难度和本钱。

仿生深海软体机器人项目团队 。据介绍,二零一九年十二月,仿生深海软体机器人在马里亚纳海沟坐底,印象记载显现其在10900米深处完成了安稳扑翼驱动。上一年8月27日,机器人又在南海3224米深处成功自主游动。机器人在马里亚纳海沟10900米深海驱动。(00:27)机器人在南海3224米深海自主游动。(00:46)“咱们的机器人在深海、极地、高冲击性等恶劣及特种环境下有杰出的使用远景。”李国瑞表明,项目组将持续研讨深海软体智能设备的动力、驱动、感知一体化体系,提高智能性,下降使用本钱;还方案将技能运用到深潜器上,研制小型化配备,完成深海通讯、检测等功能。

之江试验室是浙江省政府、浙江大学、阿里巴巴一起举行的混合所有制新式研制组织,以严重科技使命攻关和大型科技基础设施建造为主线,环绕智能感知、智能核算、智能网络、智能体系四个研讨方向展开前沿基础研讨、要害技能攻关和中心体系研制。