无需耐压外壳的中国仿生软体机器鱼“打卡”马里亚纳海沟(4)

2021-03-04 12:14     澎湃新闻

研究还提到,从PCB上分离所有组件在技术上是困难的,因为它们数量庞大。为了减少这些组件之间的应力,他们还增加了相邻电子组件之间的距离。在我们的有限元分析中,当相邻组件之间的距离从0.4毫米增加到2.4毫米时,最大剪切应力降低了17%。

Laschi在上述观点文章中提到,实验室测试和模拟表明,这种排列降低了受压元件之间界面的应力。然后,这些分散的电子设备被嵌入到硅胶中,与机器人结合在一起。“这种方法比其他保护深海设备电子器件的方法更实用,也更便宜。”

“我们的研究目标就是以全新技术路线实现深潜器的小型化、柔性化、智能化,大幅降低深海探测的难度和成本。”李铁风说。

此外,电驱动人工肌肉也是这项研究工作的另一个重要突破。机器鱼要在深海中驱动,还需克服高分子材料在高压和低温时电驱动能力衰减的问题,研究团队研制了能适应深海低温、高压等极端环境的电驱动人工肌肉,在高压低温环境下依然能保持良好电驱动性能,即便是在马里亚纳海沟的低温(0-4℃)、高压环境(110兆帕)下依旧能正常工作。

研究团队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。由此,“翅膀”就能上下拍动,推动机器鱼水中前行。

驱动模拟。

驱动模拟。

“打卡”马里亚纳海沟

李铁风等人通过大量的压力环境模拟实验来验证材料和结构的可行性,在实验环境下证明了机器人在深海、极地、高冲击性等恶劣及特种环境下,具有较好的发展应用前景。

随后,机器鱼被“Blue Rov”水下无人机带入水中,在70米深的湖中进行了测试,在那里它以每秒3.16厘米的速度自由游动。

无需耐压外壳的中国仿生软体机器鱼“打卡”马里亚纳海沟

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