仿真金龍魚機(jī)器人(高仿金龍魚)
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今天給各位分享仿真金龍魚機(jī)器人的知識,其中也會對高仿金龍魚進(jìn)行解釋,如果能碰巧解決你現(xiàn)在面臨的問題,別忘了關(guān)注祥龍魚場哦,現(xiàn)在開始吧!
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本文目錄:
- 1、根據(jù)章魚偽裝特性設(shè)計的隱身機(jī)器人是什么樣的?
- 2、新加坡研發(fā)"魔鬼魚"機(jī)器人在軍事領(lǐng)域有何應(yīng)用?
- 3、國產(chǎn)軟體智能機(jī)器魚打卡萬米深海溝,此機(jī)器魚有什么作用?
- 4、我國仿生軟體機(jī)器魚打卡萬米深海溝,其制作原理是什么?
- 5、超級粘性機(jī)器人像“搭便車的”魚一樣粘在水下
- 6、魚當(dāng)機(jī)器人有什么作用
根據(jù)章魚偽裝特性設(shè)計的隱身機(jī)器人是什么樣的?
章魚通過改變皮膚顏色和紋理仿真金龍魚機(jī)器人,能夠一瞬間變成凹凸不均的海草或者珊瑚,從而在環(huán)境中接近于隱身狀態(tài)。在不久的將來,利用章魚這種偽裝特性設(shè)計的機(jī)器人也將擅長奇妙的隱身術(shù)。類似頭足類動物皮膚的合成材料可以從平坦的二維表面,轉(zhuǎn)變成為具有凹凸結(jié)構(gòu)的三維表面。這項技術(shù)未來可用于制造軟體機(jī)器人,通常它覆蓋著具有彈性的硅膠“皮膚”。
意大利圣安娜高級研究學(xué)院仿生機(jī)器人教授塞西莉亞·拉什奇(Cecilia Laschi)說仿真金龍魚機(jī)器人:“偽裝機(jī)器人可以隱藏起來,避免遭受動物的攻擊,較好地接近動物研究它們的自然棲息環(huán)境。當(dāng)然,偽裝也可以支持軍事應(yīng)用,減少機(jī)器人的能見距離,更有效地接近危險區(qū)域?!?/p>
研究人員通過建立一個平坦表面轉(zhuǎn)變?yōu)?D表面,模擬一個多肉植物,對這項硅膠偽裝技術(shù)進(jìn)行仿真金龍魚機(jī)器人了測試。研究人員通過建立一個平坦表面轉(zhuǎn)變?yōu)?D表面,模擬一個多肉植物,對這項硅膠偽裝技術(shù)進(jìn)行了測試。
凹凸不平的皮膚
這支研究小組是由美國賓夕法尼亞大學(xué)的詹姆斯·皮庫爾(James Pikul)和康奈爾大學(xué)的羅伯特·謝潑德(Robert Shepherd)負(fù)責(zé)的,仿真金龍魚機(jī)器人他們受到章魚和烏賊的凹凸皮膚突起的靈感,設(shè)計一款軟體機(jī)器人。據(jù)悉,章魚和烏賊僅用0.2秒的時間便能膨脹肌肉組織,同時改變體色,完美地模擬周圍環(huán)境特征。
軟體機(jī)器人的皮膚突起是硅膠皮膚之下的一種氣袋,也可以稱為“氣球”。通常情況下,這些氣袋會在不同時間、不同位置膨脹,從而使機(jī)器人產(chǎn)生移動。在這項最新研究中,軟體機(jī)器人膨脹效果能夠更進(jìn)一步。
基于頭足類動物的行為特征,以及我們無法實現(xiàn)的技術(shù),如何使用最新技術(shù)填補(bǔ)這一空缺,讓機(jī)器人具有類似章魚的偽裝特性?這是謝潑德提出的核心問題。
他強(qiáng)調(diào)指出,在這種情況下,對氣袋充氣是一個非??尚械慕鉀Q方案。通過將微小的纖維網(wǎng)狀球體嵌入硅膠之中,科學(xué)家能夠控制和改變膨脹表面的紋理,就像章魚能夠變化其皮膚一樣。
當(dāng)皮庫爾還是博士后生時,曾提出通過纖維網(wǎng)環(huán)模式改變氣袋紋理結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn),他被膨脹硅膠所吸引,主要是由于硅膠膨脹和收縮的速度非???。之后在此構(gòu)思基礎(chǔ)之上,僅需要一個數(shù)學(xué)模型便能解決其運(yùn)行問題。
研究人員制造一個硅膠網(wǎng)眼合成結(jié)構(gòu),之后對其進(jìn)行充氣膨脹,能夠模擬章魚皮膚突起,膨脹其皮膚進(jìn)行偽裝。研究人員制造一個硅膠網(wǎng)眼合成結(jié)構(gòu),之后對其進(jìn)行充氣膨脹,能夠模擬章魚皮膚突起,膨脹其皮膚進(jìn)行偽裝。
概念驗證
目前紋理皮膚的原型看上去非常簡單,通過將硅膠泡沫與纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)的同心圓相分離,研究人員能夠解決如何控制硅膠膨脹時的變形狀況。例如仿真金龍魚機(jī)器人:他們模擬河流圓石的結(jié)構(gòu),以及模擬一種葉片呈螺旋狀排列的多肉植物。
但是謝潑德指出,復(fù)雜并不是他們研究工作的首要目標(biāo)。我們不希望這種技術(shù)成為世界上僅有少數(shù)人掌握的,我們希望它能夠非常容易地使用。
他希望這種基于研究團(tuán)隊早期發(fā)現(xiàn)如何使硅膠皮膚變色的紋理技術(shù),能夠更容易地應(yīng)用于工業(yè)、學(xué)術(shù)界,以及被廣大興趣愛好者所使用。因此,該研究團(tuán)隊故意使用激光刀具等技術(shù)制造網(wǎng)環(huán),這樣便于康奈爾大學(xué)實驗室之外的人們可以使用。
康奈爾大學(xué)物理學(xué)教授艾泰·科恩(Itai Cohen)也從事這項研究,他指出這項技術(shù)的另一個可利用方面。在一次考察過程中,科恩假設(shè)堆積多層漏氣硅膠,按照一定的設(shè)計將其膨脹成一種偽裝性紋理結(jié)構(gòu),放在某人卡車車廂。他說:“你可以對其進(jìn)行放氣,使該結(jié)構(gòu)不必永久保持恒定的外形,畢竟充氣膨脹的結(jié)構(gòu)很難進(jìn)行運(yùn)輸?!卑殡S著這項技術(shù)的不斷發(fā)展,科恩進(jìn)行了大膽設(shè)想——未來人們可以對一個環(huán)境掃描,之后編程相對應(yīng)的硅膠片,只要充氣就能模擬相應(yīng)的環(huán)境特征。
目前謝潑德和皮庫爾在各自的實驗室不斷地升級該技術(shù),謝潑德解釋稱,自從開發(fā)這項技術(shù)以來,現(xiàn)已開始用電流代替充氣膨脹,電流可產(chǎn)生相同的紋理,不需要系繩或者增壓空氣系統(tǒng)。同時,皮庫爾希望應(yīng)用處理材料表面的經(jīng)驗技術(shù),以及表面積具有重要作用的物體,例如:電池或者冷卻劑。
謝潑德說:“我們?nèi)匀惶幱谲涹w機(jī)器人的探索階段,因為多數(shù)機(jī)器人都是由堅硬的金屬和塑料制成,軟體機(jī)器人的特性和最佳應(yīng)用尚未完全具體化。我們僅處于研究初期,同時目前取得了好的成績,但是關(guān)鍵在于未來的應(yīng)用,使軟體機(jī)器人更容易讓大眾使用,同時確定軟體機(jī)器人系統(tǒng)的可靠安全性?!?/p>
新加坡研發(fā)"魔鬼魚"機(jī)器人在軍事領(lǐng)域有何應(yīng)用?
“魔鬼魚”機(jī)器人在軍事領(lǐng)域可以執(zhí)行搜索偵查任務(wù)。
一說起“魔鬼魚”,人們都會想到其扁平光滑的身體,喜歡棲居于海面或海底泥土中的生活習(xí)性,以及在海水中游玩兒時曼妙的體態(tài)。
MantaDroid是一個以“魔鬼魚”為設(shè)計靈感的機(jī)器人,由新加坡國立大學(xué)研究者設(shè)計發(fā)明,其通過扇動兩翼向前行進(jìn),剩下的就交給水的流體動力了。它可以以每小時1.6海里或每秒行進(jìn)其身長兩倍的速度在水下行進(jìn),但這還不是最引人注目的,其真正的亮點(diǎn)在于一次充電可以游行10小時之久。
將傳感器放入動物體態(tài)的機(jī)器中,尤其是可以一次在海底勘測數(shù)小時的機(jī)器,任何使用它的人都不會被輕易察覺。然而,研究者也注意到了MantaDroid的科學(xué)與公共安全方面的應(yīng)用前景,該裝置還可以成為令人著迷的軍事設(shè)備,尤其是其如果可以在遠(yuǎn)海充電的話。
“魔鬼魚”在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用還需等待進(jìn)一步測試。接下來,該機(jī)器人還將接受不同海底深度和抗電流測試。盡管如此,人類將腳印掩藏于機(jī)器人溫和扇動的機(jī)械臂中,使用機(jī)器人先行對未知淺灘進(jìn)行偵察的未來仿佛已近在咫尺。
數(shù)年來科學(xué)家們一直在為模擬魔鬼魚魚鰭的擺動形態(tài)而刻苦攻關(guān)。而這一次,這支新加坡科研隊伍在兩年內(nèi)設(shè)計了40多種不同的魚鰭樣式,最終決定采用單片PVC的設(shè)計。
此外,一款更大的“魔鬼魚”機(jī)器人也在研發(fā)之中,預(yù)計增大版的機(jī)器人長度將達(dá)到0.7米,產(chǎn)品問世后將給研究海洋生態(tài)多樣性、收集水文地理相關(guān)數(shù)據(jù),以及軍事勘查等諸多方面帶來便捷。
國產(chǎn)軟體智能機(jī)器魚打卡萬米深海溝,此機(jī)器魚有什么作用?
國產(chǎn)軟體智能機(jī)器魚,是由浙江團(tuán)隊發(fā)明的仿生機(jī)械體。該魚曾經(jīng)下潛到 10900米的馬里亞納海溝,并且在2500mAh鋰電池的驅(qū)動下,撲翼運(yùn)動長達(dá)45分鐘。而這款軟體智能機(jī)器魚靈感則是來源于深海獅子魚,長22cm,翼展寬28cm。利用深海獅子魚在深海中生存的原理,對人體智能機(jī)器魚的研究提供新的思路。
而這條軟體智能魚在我國的深海工作當(dāng)中,有著非常大的作用,如下:
第一,降低深海探索成本。
??以往如果想要進(jìn)行深海探索,首先要利用高強(qiáng)度金屬制作金屬外殼或者用壓力補(bǔ)償系統(tǒng)運(yùn)行保障,還能夠克服深海當(dāng)中的極高靜水壓。這就需要比較高的深海探索成本。而這次仿生軟體機(jī)器魚,所采用的是軟體人工肌肉,以及凝膠狀的軟體機(jī)身。不需要人工下潛,或者是高額的機(jī)械費(fèi)用。不夠大大的減少深海探索的成本。
第二,能夠海洋探索事業(yè)做出貢獻(xiàn)。
有了這款仿生軟體機(jī)器魚,就能夠為生海探測作業(yè)環(huán)境的觀察和深海生物的科考提供了新的解決方案,而且能夠大幅度提升深海智能裝備和機(jī)器人的應(yīng)用能力,讓柔性智能設(shè)備從常規(guī)環(huán)境走向深海作業(yè)等,多樣任務(wù)與復(fù)雜場景。從而為我國的深海事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn),也為其他的仿生機(jī)器人制造提供更多的思路。
當(dāng)然這款軟體仿生機(jī)器魚,所能做出的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)不止這些。而且在制作這款機(jī)器魚時,他背后的科研團(tuán)隊也為此付出了巨大的努力,在2020年新冠疫情的背景下,科研人員仍奮斗在一線工作當(dāng)中,進(jìn)行了海下試驗完成對于機(jī)器魚的調(diào)整和下潛執(zhí)行任務(wù)。
我國仿生軟體機(jī)器魚打卡萬米深海溝,其制作原理是什么?
本次由浙江大學(xué)仿真金龍魚機(jī)器人,中國科學(xué)院深??茖W(xué)與工程研究所仿真金龍魚機(jī)器人,國防科技大學(xué),上海海洋大學(xué),大連海事大學(xué)等團(tuán)隊聯(lián)合完成仿真金龍魚機(jī)器人了一項重大仿真金龍魚機(jī)器人的研究。這個重大的研究就是他們率先提出仿真金龍魚機(jī)器人了機(jī)電系統(tǒng)軟硬共融的壓力適應(yīng)原理,成功研制了無需耐壓外殼的仿生軟體智能機(jī)器人。并且首次實現(xiàn)了在萬米深海自帶能源軟體,人工肌肉驅(qū)控和軟體機(jī)器人深海自主游動。
而這次我國仿生軟體機(jī)器魚的制作靈感則是從超聲淵的獅子魚當(dāng)中獲得的。這種機(jī)器魚能夠在馬里亞納海溝10900m深處成功驅(qū)動,并且還能在海南3224m處自由游動。
看似簡單的靈感,卻需要背后的研究團(tuán)隊付出日以夜繼的努力。首先,萬米海底的壓力相當(dāng)于一噸重的小汽車全部壓在指尖。而過去只有用高強(qiáng)度的金屬外殼或者壓力補(bǔ)償系統(tǒng),才能克服深海的極高靜水壓?,F(xiàn)在通過李鐵峰團(tuán)隊研制的仿生軟體機(jī)器魚,利用軟體人工肌肉驅(qū)動一對翅膀狀的柔性胸鰭,通過有節(jié)律性的撲翅實現(xiàn)游動??刂齐娐?,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,通過設(shè)計調(diào)節(jié)器件,方能實現(xiàn)機(jī)器人無需耐壓外殼就可以承受萬米級別的深海靜水壓力。
研究團(tuán)隊通過對深海獅子魚的結(jié)構(gòu)分析,發(fā)現(xiàn)了深海獅子魚的骨骼細(xì)碎狀的分布在凝膠狀柔軟的身體中,有助于幫助深海獅子魚在高壓環(huán)境下的生存與活動。正是深海獅子魚給了創(chuàng)作團(tuán)隊更多的靈感,所以才有了這次的機(jī)器魚。
而機(jī)器魚除了克服靜水壓的作用,還要能夠適應(yīng)深海,低溫,高壓等極端環(huán)境。所以不難想象出這次中國科研團(tuán)隊面臨的困難有多么巨大。即使是這樣,中國科研團(tuán)隊依舊迎難而上,讓機(jī)器魚在馬里亞納海溝10900米深海驅(qū)動,并且在海南3224m深海游動。這次海試,讓技術(shù)從試驗室更快的走向了實用,也再一次讓世界看到了中國制造!
超級粘性機(jī)器人像“搭便車的”魚一樣粘在水下
這個機(jī)器人的靈感來自remora,remora是一種附著在鯊魚和鯨魚身上的魚,以它們宿主的死皮和糞便為食。Wang等人,Sci。機(jī)器人。2,eaan8072(2017))
一種受搭便車的魚啟發(fā)的機(jī)器人能夠以自身重量340倍的力附著在水下表面。
這種新型機(jī)器人的靈感來源于remora,這種魚附著在鯊魚和鯨魚等大型海洋動物身上,以寄主的死皮和糞便為食,
Remora魚這樣做時,魚的下側(cè)有一個特別適應(yīng)的鰭,叫做吸盤,它由一個柔軟的圓形“唇”和一排排稱為片層的組織組成。薄片上有細(xì)小的針狀小刺。remora可以利用椎間盤周圍的微小肌肉來改變它的形狀,將自己吸引到宿主身上;然后,這些小刺通過增加摩擦力來提供主要的抓握力。
“生物學(xué)家說,它代表了脊椎動物最非凡的適應(yīng)能力之一,”李文說,中國北航大學(xué)的機(jī)器人學(xué)和生物力學(xué)研究人員,也是一篇描述remora機(jī)器人的新論文的主要作者?!?項受自然啟發(fā)的聰明技術(shù)】
魚一樣的靈感
溫說,他在哈佛大學(xué)做博士后研究時,就有了設(shè)計remora靈感機(jī)器人的想法。他和他的顧問正在設(shè)計3D打印鯊魚皮。溫總理說,當(dāng)他在報紙上查找照片時,他總是在鯊魚的照片上看到這些奇怪的小衣架。他們是雷莫拉斯。文和他的同事們被沒有人試圖制作一個仿生機(jī)器人remora光盤的事實所震驚,他們決定自己解決這個項目。
要做到這一點(diǎn),他們必須想出一種方法來制作一個光盤,其截面從完全剛性到皮膚柔軟。研究人員利用3D打印來完成這一壯舉,然后添加了大約1000個由激光切割碳纖維制成的人造尖刺。為了讓光盤像真正的remora光盤一樣移動,研究人員嵌入了六個氣動執(zhí)行器——基本上是小氣穴——可以根據(jù)提示進(jìn)行充氣和放氣。
觀察起伏的remora機(jī)器人dic。(Wang等人,Sci。機(jī)器人。2,eaan8072(2017))
結(jié)果看起來有點(diǎn)像剃須刀,刀片太多,只是更大。這個機(jī)器人從一頭到另一頭大約有5英寸(13厘米)?!癒DSPE”騎著機(jī)器人“KDSPs”來測試這個魚腥機(jī)器人,研究人員把它附著在水下的各種表面上,有的粗糙,有的平滑,有的僵硬,有的柔韌。其中包括真正的鯊魚皮、有機(jī)玻璃、環(huán)氧樹脂和硅橡膠。機(jī)器人很好地附著在所有的表面上,研究人員發(fā)現(xiàn),KDSPE“KDSPs”將ReMORA機(jī)器人拉離光滑有機(jī)玻璃所需的力約為436牛頓,這相當(dāng)于機(jī)器人本身重量的340倍。在更粗糙的表面上,機(jī)器人的抓得不那么緊。例如,用167牛頓的力把機(jī)器人從真正的鯊魚皮上拉下來。
最后,研究人員將他們的圓盤連接到一個真正的遙控水下機(jī)器人上,并練習(xí)用圓盤將遙控潛水器連接到不同的表面。他們將椎間盤固定在之前測試過的相同范圍的表面上的成功率為100%,平均固定時間不到4秒,研究稱,
“旋轉(zhuǎn)時覆蓋在片層上的剛性小顆粒和軟材料與表面嚙合,就像活的remora椎間盤一樣,溫教授告訴現(xiàn)場科學(xué)。
雖然粘著機(jī)器人已經(jīng)不是什么新鮮事了,但remora是機(jī)器人學(xué)家對水下附件的第一個選擇。其他粘性機(jī)器人,比如受樹蛙和壁虎啟發(fā)的機(jī)器人,在水下工作不太好。 *** 說,remora機(jī)器人可以用來將物體附著在任何寬闊的水下表面,也可以讓水下機(jī)器人在船底巡航,
remora機(jī)器人甚至可以用作跟蹤海洋動物運(yùn)動的標(biāo)簽。畢竟,還有一個搭便車的?"
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魚當(dāng)機(jī)器人有什么作用
為生物學(xué)理論驗證、魚類游動機(jī)理探究及新型水下移動機(jī)器人的研制等提供支持。
根據(jù)DeepTech深科技網(wǎng)資料,仿生機(jī)器魚可以為生物學(xué)理論驗證、魚類游動機(jī)理探究及新型水下移動機(jī)器人的研制等提供支持。
機(jī)器人,能模仿人的某些活動的一種自動機(jī)械。
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