仿生机器鱼研究历史(仿生机器鱼研究历史与现状)
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我国仿生软体机器鱼打卡万米深海沟,其制作原理是什么?
本次由浙江大学,中国科学院深海科学与工程研究所,国防科技大学,上海海洋大学,大连海事大学等团队联合完成了一项重大的研究。这个重大的研究就是他们率先提出了机电系统软硬共融的压力适应原理,成功研制了无需耐压外壳的仿生软体智能机器人。并且首次实现了在万米深海自带能源软体,人工肌肉驱控和软体机器人深海自主游动。
而这次我国仿生软体机器鱼的制作灵感则是从超声渊的狮子鱼当中获得的。这种机器鱼能够在马里亚纳海沟10900m深处成功驱动,并且还能在海南3224m处自由游动。
看似简单的灵感,却需要背后的研究团队付出日以夜继的努力。首先,万米海底的压力相当于一吨重的小汽车全部压在指尖。而过去只有用高强度的金属外壳或者压力补偿系统,才能克服深海的极高静水压。现在通过李铁峰团队研制的仿生软体机器鱼,利用软体人工肌肉驱动一对翅膀状的柔性胸鳍,通过有节律性的扑翅实现游动。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,方能实现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。
研究团队通过对深海狮子鱼的结构分析,发现了深海狮子鱼的骨骼细碎状的分布在凝胶状柔软的身体中,有助于帮助深海狮子鱼在高压环境下的生存与活动。正是深海狮子鱼给了创作团队更多的灵感,所以才有了这次的机器鱼。
而机器鱼除了克服静水压的作用,还要能够适应深海,低温,高压等极端环境。所以不难想象出这次中国科研团队面临的困难有多么巨大。即使是这样,中国科研团队依旧迎难而上,让机器鱼在马里亚纳海沟10900米深海驱动,并且在海南3224m深海游动。这次海试,让技术从试验室更快的走向了实用,也再一次让世界看到了中国制造!
世界上最早的机器鱼是美国的哪个实验室发明的
麻省理工大学美国麻省理工大学研制的机器鱼 经过为期3年的研制,1994年,MIT 成功研制了世界上第一条真正意义上的仿生机器金枪鱼“ Robotuna ” ,开启了机器鱼研制的先河。
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中国研制的仿生机器鱼五月在北京国际科技产业博览会上亮相,它将广泛应用于水下国防科学信息收集和技术处理。贾国荣摄
中国成功研制出“鱼形机器人”
----摘自北京青年报
鱼类仅靠扭动身体,便能在水中悠闲地游来游去,而人类制造的轮船则不得不依靠螺旋桨才能前进。能不能尝试着用另一种方法,让轮船像鱼一样在水中忽东忽西、自由自在呢?在北京航空航天大学机器人研究所,一条长0.8米的机器鱼(Robofish)在一项全新的仿生学研究成果———波动推进下,顺利实现了不用螺旋桨的设想。
鱼体是一个平面6关节机构(6节鱼身),包括鱼头和鱼尾两部分。鱼头是利用玻璃钢制作的、仿鲨鱼外形的壳体。整个鱼的动力电池、控制接收部分都放在鱼头里。鱼尾的6个伺服电机扭转摆动作为推动器。这种机器鱼与9月下旬日本推出的宠物机器鱼并不相同,宠物机器鱼依靠的是内部置有太阳能电池和马达作为推进器。
据该项目的设计者与主持人梁建宏介绍,机器鱼重800克,在水中最大速度为每秒0.6米,能耗效率为70%至90%,控制上采取的是计算机遥控的方式。在各种演示游动的场合中,机器鱼以其逼真的游动形态,吸引了很多人前来围观,许多人都误以为这是一条真鱼。
该项成果自从1999年大学生“挑战杯”拿到一等奖以后,研究一直没有中断,日前该研究小组正在抓紧研究如何使机器鱼更具智能化,以便让多条机器鱼组成群体进行自我协调游动,时而像大雁一样排成“一”字形,时而排成“人”形,预计明年2月可以见到成果。这种能畅游在水中的机器鱼,将被广泛应用于海洋资源勘探、执行军事任务和帮助维护海上石油设施等领域,在军事和民用方面都有着广泛的应用前景。
军事方面,用这种方式作为动力的微型潜艇将会轻而易举地躲过声纳的探测和鱼雷的袭击,出其不意的攻击对方舰艇、基地;民用方面,可以用来进行海底勘探及海洋救生等方面。这种由螺旋桨到仿生推进的变革,其意义不亚于飞机进入喷气时代。
近年来,在西方发达国家,特别是西方军界纷纷对微小型鱼类的仿生机器人技术的研究开发给予了越来越多的重视,海洋动物的这种推进方式具有高效率、低噪声、高速度、高机动性等优点,成为人们研制新型高速、低噪音、机动灵活的柔体潜水器模仿的对象。比较突出的实验装置有美国麻省理工学院的“机器金枪鱼”和日本的“鱼形机器人”,而我国在机器鱼的波动推进实验技术方面已经形成了自己的特色。
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