“Squidbot”可用噴射的水推動自己就像真魷魚一樣
當談到為先進機器人設計運動方案時,科學家們經常向自然界尋求靈感,而海洋環境是一個特別豐富的想法來源。最新的例子是加州大學(UC)聖地亞哥分校的工程師開發的高效”魷魚機器人”,它使用軟性和剛性材料的組合來推動自己在水中移動,非常像魷魚本尊。
該團隊以魷魚為靈感的機器人形狀像一個紙燈籠,並被設計成在其皮膚和一組柔性肋骨內存儲彈性能量,因為它需要吸水。這些肋骨被固定在機身兩端的一對圓形板上,其中一個通過噴嘴吸入周圍的水,也會在軟體收縮時噴射出來。
這個動作會產生噴射脈衝,推動機器人在水中前進,就像真實的魷魚一樣。這意味著Squidbot能夠在體內攜帶動力源,無需繫繩。這台機器背後的科學進步是同類產品中的第一個。
“從本質上講,我們重新創造了魷魚用於高速游泳的所有關鍵功能,”加州大學聖地亞哥分校機械和航空航天工程系教授Michael T. Tolley說。”這是第一個可以像烏賊一樣產生噴射脈衝進行快速運動的非繫帶機器人,並且可以通過改變身體形狀來實現這些噴射脈衝,從而提高游泳效率。”
該設計的另一個優點是包含了足夠的空間裝載傳感器或攝像頭,以執行水下監測任務。這種類型的軟機器人可以在旨在保護魚類和珊瑚的環境研究項目中找到用武之地,否則,身體較硬的機器人可能會損壞它們。
該機器人首先在水床中進行了測試,然後在一個更大的水族箱中與其他生物一起進行了測試。Squidbot的計時速度為每秒8至32厘米(0.5英里/小時或0.8公里/小時),該團隊表示,這比大多數其他軟體機器人更快。該團隊還表明,該機器人可以通過改變噴嘴的方向進行轉向。
“在我們能夠優化機器人的設計,使其能夠在實驗室的水箱中游動之後,特別令人激動的是,機器人能夠成功地在珊瑚和魚類之間的大型水族箱中游動,證明了其在現實世界中應用的可行性,”領導這項研究的Caleb Christianson說。