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浙大软体机器鱼登《自然》杂志封面:遨游万米马里亚纳海沟

来源:未知 编辑:机器人之家 时间:2021-03-05

3月4日,浙大团队发明的深海软体机器鱼登上国际顶级期刊《自然》杂志的封面,这条机器鱼曾下潜到10900米的马里亚纳海沟,并在2500mAh锂电池的驱动下,扑翼运动长达45分钟。其研发从深海狮子鱼获得仿生启发,外形也想是一条深海狮子鱼,长22cm,翼展宽度28cm。

万米海底的压力有多大?该成果参与者李铁风教授说,在10900米的海底,静水压高约110兆帕,接近于1100个大气压,相当于一吨重的小汽车全压在指尖上。

过去,需要高强度的金属外壳(如钛合金)或压力补偿系统来保护,才能克服深海的极高静水压。

而李铁风团队研制的仿生软体机器鱼,由软体人工肌肉驱动一对翅膀状的柔性胸鳍,通过节律性扑翅实现游动。

通过对深海狮子鱼的结构分析,团队发现深海狮子鱼的骨骼细碎状地分布在凝胶状柔软的身体中,有助于其在高压力环境下的生存与活动。

团队采用了“以柔克刚”的策略,将控制电路、电池等硬质器件则被融入集成在凝胶状的软体机身中;通过设计调节器件和软体的材料与结构,实现了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。

那么“翅膀”的扑动是怎么实现的呢?原来,科研人员巧妙地利用了围绕在人工肌肉外的海水作为离子导电负极,由机器鱼自带能源在人工肌肉内外侧厚度方向产生电势差,让高分子薄膜发生舒张与收缩形变,这样一来“翅膀”就能上下拍动,推动机器鱼水中前行。

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