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仿生机器鱼结构设计（仿生机器鱼结构设计方案）
发布时间：2023-05-22 23:37:24
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创意岭 阅读：
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大家好！今天让创意岭的小编来大家介绍下关于仿生机器鱼结构设计的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
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本文目录:
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！
国产软体机器鱼打卡万米深海，是如何在水中动起来的？
浙江大学航空航天学院教授李铁风介绍，机器鱼以海水为低压端电极，体内的电源在人工肌肉内外两侧形成电势差，薄薄的鳍因此舒张、收缩形变。依靠预设好的程序，机器鱼就能悠然展开双鳍，在深海中行进游动。
李铁风介绍，狮子鱼的头部骨骼分散地嵌在软组织内，而仿生机器鱼一大设计亮点就是模仿狮子鱼分散的头部骨骼结构。而为了更接近狮子鱼的软组织质地，研究团队选择用硅胶打造机器鱼的骨架。这种透明的凝胶状材料密度接近水，质地软、韧性高，能将电池、控制电路等硬质器件“温柔”地包裹住。
“我们将功能性电子电路最大程度地分散在软硅胶中，通过参数调节和结构设计，实现机器鱼内部的应力水平平衡。”李国瑞解释说，尽可能分散排布元器件，能够减少它们彼此间的剪切应力。
如此一来，机器鱼即便没有刚性外壳保护，也能适应极高的静水压力。告别了沉重的金属壳，机器鱼身姿更轻盈，机动性也有所改善。如今人们见到的机器鱼成品长22厘米、翼展宽度28厘米，重量仅150克，接近2~3枚鸡蛋。
扩展资料：
机器鱼的研究成本与传统深海机器人相比更低
“这项工作会在很大程度上推进深海机器人的研究进步。”论文审稿人如是评价。因为创新性的设计理念、自主研发的特殊材料，机器鱼的成本也变得更低廉。
告别了传统设计思路，机器鱼不再需要用昂贵的钛合金做耐压壳，仅这一项便可省去不少成本。李国瑞告诉《中国科学报》，与传统深海机器人相比，新论文展示的机器鱼成本小得多，单台成本可控制在万元以内。
“这项研究能为深海探测作业、环境观察和深海生物科考提供新的解决方案。”李铁风表示，未来，研究团队还将继续致力于提升深海装备和机器人的应用能力，让柔性智能设备适用于深海作业等更复杂的场景。
参考资料来源：光明网－软体机器鱼“打卡”万米深海
以上就是关于仿生机器鱼结构设计相关问题的回答。希望能帮到你，如有更多相关问题，您也可以联系我们的客服进行咨询，客服也会为您讲解更多精彩的知识和内容。
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