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机器鱿鱼和机器扇贝展示仿生水下推进

时间:2023-01-08 18:31:32 来源:[db:来源]

原标题:机器鱿鱼和机器扇贝展示仿生水下推进

大多数水下航行器使用两种方法之一。第一种方式是螺旋桨,第二种方式是鳍。但是动物向我们展示了水下运动的更多种类,这可能会为机器人提供独特的好处。我们将看一下ICRA今年发表的两篇论文,它们表明生物启发的水下机器人以创造性的新方式移动:具有喷射动力的鱿鱼机器人可以跳出水面,机器扇贝像真实的东西一样移动。

这个来自北京北航大学的“鱿鱼形状的飞板”模仿了鱿鱼的飞行。真正的鱿鱼,除了味道鲜美之外,还用喷水推进自己。这些喷流足够强大,一些鱿鱼不仅可以跳出水面,还可以通过继续在空中喷射,在短时间内实现受控飞行。通过使用鳍作为手臂和翅膀产生一点升力来延长飞行阶段。真正的乌贼利用这种多模式推进来躲避捕食者,而且速度要快得多——乌贼在空中的游动速度可以是正常游动速度的两倍,每秒钟可以飞行50个体长。

鱿鱼机器人主要由压缩空气提供动力,压缩空气储存在鼻子的圆柱体里(鱿鱼有鼻子吗?)。鳍和臂由气动执行器控制。当机器人想在水中移动时,它会打开一个值来释放适量的压缩空气;立即释放空气,产生足够的推力,这样机器人乌贼就可以完全从水中弹出。

我们被告知机器乌贼可以通过跳跃在10到20米之间行进,而在水下喷射只需要10米。目前,鱿鱼只能喷一次,但研究人员计划用压缩空气代替压缩空气,如液态二氧化碳,这将允许长时间操作和多次跳跃。利用鳍进行动态控制还有很多工作要做,研究人员表示,这将“揭示自然飞乌贼运动的优越性”。

“柔性变形鳍臂鱿鱼蝇板的设计与实验”,由北航大学陶刚、杨兴邦、苏、蒋步辉、陈、王、梁于2019年发表。

RoboScallop是一款“双壳激励游泳机器人”,来自EPFL可重构机器人实验室,由Jamie Paik领导。真正的扇贝,除了好吃,还能通过开合贝壳来推动自己,从背部产生喷射水。通过反复缓慢打开贝壳,然后快速关闭,扇贝可以在体内完全产生向前的推力。与鳍或旋转螺旋桨之类的东西相比,扇贝简单而坚固,尤其是当你收缩或开始观察大群机器人时。EPFL的研究人员将他们的机器扇贝描述为“一种独特的组合,对危险或连续使用具有鲁棒性,在微妙的环境中安全,设计简单”。


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