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一条“机器鱼”遨游万米深海

2022-11-01 15:46 | 来源: 中国记协网
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一条“机器鱼”遨游万米深海
 
之江实验室牵手浙江大学 新成果登上《自然》封面

  本报讯 (记者 孙晨 通讯员 陈航 盛汪淼芷) 在被喻为“地球第四极”海洋最深处的马里亚纳海沟,狮子鱼虽承受深海近百兆帕压力,仍能灵活游动。由狮子鱼的奇特构造得到启发,之江实验室与浙江大学合作,历时数年研制了一款仿生深海软体机器人,率先实现了软体机器人的万米深海操控以及深海自主游动实验。北京时间2021年3月4日,这个形似一条鱼的神器登上国际顶级期刊《自然》封面。研究团队表示,这款机器人在深海、极地、高冲击性等恶劣及特种环境下,具有良好的发展应用前景。

  仿生深海软体机器人研制的想法萌生于2017年5月末。“马里亚纳海沟狮子鱼的奇特构造带给我们很大启发。如果能将深海的‘生命奥秘’化作‘机器之力’,我们就可以研发出适应深海极端环境的仿生、软体、小型化智能深海机器人,既可助力深海探索,又能发展新型机器人与智能装备。”谈及研发初心,作为该论文的第一作者(排名第一)李国瑞仍难掩兴奋之情。

  明确了研究方向,2018年5月,之江实验室智能机器人研究中心与浙江大学交叉力学中心李铁风教授团队启动了以狮子鱼为原型的仿生深海软体机器人研究。基于狮子鱼头部骨骼在软组织中的分散融合这一特点,项目组研发的这款机器人形似一条鱼,长22厘米,翼展宽度28厘米,大约为一张A4纸的长宽。

   “控制电路、电池等硬质器件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,便能承受万米级别的深海静水压力。相比于传统的‘铠甲式’抗高压深潜装备,我们以全新技术路线研制仿生深海软体机器人,争取大幅降低深海探测的难度和成本。”李国瑞拿着模型向我们解释道。

   2018年8月,在上海深渊科学技术研究中心,仿生深海软体机器人在110兆帕(11000米水深所对应静水压力)的压力罐中实现了稳定的游动实验。这次成功来之不易,将近一年时间,李国瑞每半个月就要去上海做一次机器人的压力实验验证。2019年12月,仿生深海软体机器人在马里亚纳海沟坐底,海试影像记录显示,在10900米海深处,该机器人实现了稳定扑翼驱动。2020年8月27日深夜,该软体机器人在南海3224米深海处成功实现了自主游动。

  未来,项目组将继续研究,提升仿生深海软体机器人的智能性,同时降低应用成本,并计划将关键技术运用到深潜器上,研制小型化的深海装备,实现深海通讯、深海检测等功能,为深海科考带去更多可能。

  

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责任编辑: 张泽月
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