浙大深海軟體機(jī)器魚登上《自然》雜志封面
3月4日,浙大團(tuán)隊(duì)發(fā)明的深海軟體機(jī)器魚登上國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》雜志的封面,這條機(jī)器魚曾下潛到10900米的馬里亞納海溝,并在2500mAh鋰電池的驅(qū)動(dòng)下,撲翼運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)達(dá)45分鐘。
其研發(fā)從深海獅子魚獲得仿生啟發(fā),外形也想是一條深海獅子魚,長(zhǎng)22cm,翼展寬度28cm。
萬(wàn)米海底的壓力有多大?該成果參與者李鐵風(fēng)教授說(shuō),在10900米的海底,靜水壓高約110兆帕,接近于1100個(gè)大氣壓,相當(dāng)于一噸重的小汽車全壓在指尖上。
過(guò)去,需要高強(qiáng)度的金屬外殼(如鈦合金)或壓力補(bǔ)償系統(tǒng)來(lái)保護(hù),才能克服深海的極高靜水壓。
而李鐵風(fēng)團(tuán)隊(duì)研制的仿生軟體機(jī)器魚,由軟體人工肌肉驅(qū)動(dòng)一對(duì)翅膀狀的柔性胸鰭,通過(guò)節(jié)律性撲翅實(shí)現(xiàn)游動(dòng)。
通過(guò)對(duì)深海獅子魚的結(jié)構(gòu)分析,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)深海獅子魚的骨骼細(xì)碎狀地分布在凝膠狀柔軟的身體中,有助于其在高壓力環(huán)境下的生存與活動(dòng)。
團(tuán)隊(duì)采用了“以柔克剛”的策略,將控制電路、電池等硬質(zhì)器件則被融入集成在凝膠狀的軟體機(jī)身中;通過(guò)設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器件和軟體的材料與結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人無(wú)需耐壓外殼,就可以承受萬(wàn)米級(jí)別的深海靜水壓力。
那么“翅膀”的撲動(dòng)是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?原來(lái),科研人員巧妙地利用了圍繞在人工肌肉外的海水作為離子導(dǎo)電負(fù)極,由機(jī)器魚自帶能源在人工肌肉內(nèi)外側(cè)厚度方向產(chǎn)生電勢(shì)差,讓高分子薄膜發(fā)生舒張與收縮形變,這樣一來(lái)“翅膀”就能上下拍動(dòng),推動(dòng)機(jī)器魚水中前行。
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