突破性的機器魚擁有一種扭曲的推進方式
在設計類似魚類的水下機器人時,人們都希望有一種既節能又有合理速度的推進手段。一種新的拍尾系統可能符合這一要求,為更廣泛地使用這種機器人鋪平了道路。該實驗裝置已被納入布里斯托爾大學的一個科學家團隊建造的機器魚,該團隊由Tsam Lung You博士領導。它利用了一種被稱為扭曲和捲曲聚合物(TCP)的機制的改進版。
簡而言之,TCP的形式是一條盤繞的線,與固定電話的聽筒線不一樣。當線被加熱時,它會卷得更緊,像肌肉一樣收縮。當熱量被移除時,線會再次放鬆,恢復到其默認長度。
這類設備的一個局限性在於,它們不能很快地產生重複性動作,因為至少需要一秒鐘左右的時間才能再次收縮。這條機器人魚解決了這個問題。
該系統包含導電紗線TCP和傳統的鋼製螺旋彈簧,它們沿著機器人的長度並排放置。它們被連接到機器人後端的尾巴拍打機制的相對兩側,並通過前部的一個連桿相互連接。
當電流施加到TCP上時,它就會加熱並收縮,同時將尾巴拉到一邊並拉伸螺旋彈簧。當電流停止,TCP放鬆時,被拉伸的彈簧收縮,將尾巴拉到另一邊。當尾巴走完那一邊時,TCP已經準備好收縮並再次將其拉回。
在水箱測試中,該機器人能夠以每秒兩波的速度拍打尾巴游泳。科學家們現在正將該技術融入到更敏捷的機器魚身上,其包含一個螺旋狀的鰭,沿著其底部的長度運行。
機器人魚以實際TCP應用中發現的最快驅動頻率游動,也是迄今為止TCP應用中最高的運動速度。
本月早些時候,在新加坡舉行的第六屆IEEE-RAS國際軟體機器人會議上發表了一篇關於這項研究的論文。