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复合水下仿生机器人的探讨

发布时间:2020-12-04 20:03:56

来源:六安之光

如今,大多数软机器人都是用软硅橡胶制造的,这使得仿生机器人能够在障碍物之间行走而不会造成严重破坏。然而,在电池和其他电子元器件上很难找到合适的替代材料用于电子控制,因此很难实现完全灵活的结构。

早些时候,麻省理工学院的一些研究人员试图放弃传统的机电驱动,将二氧化碳注入仿生鱼的尾鳍,并取代由关节和马达驱动的设计,这也使得机器人鱼更容易爆炸、喷射气流,并能在瞬间实现100度的转向。然而,由于鱼的气体负荷有限,机器鱼目前只能在水下活动几分钟。

与消耗糖产生能量的有机体类似,你可以使用海水中丰富的化学物质或与水反应,例如在机器人中加入钠,减缓反应强度,并在机器人中建立适当的逻辑系统和流体驱动系统,以控制气体的流量和反应的强度。使用喷射推进技术,主要用于转向和加速。

仿生材料利用人工肌肉结构在软件材料中创造真空,实现人工肌肉的收缩而不是扩张。这种新的人工肌肉更接近自然肌肉的运动方式,由于收缩运动不会因过度膨胀而爆炸,因此人工肌肉更安全。同时,模拟鱿鱼的生理结构以达到内外水压的平衡。这种复合运动模式无疑将大大增强仿生机器人的灵活性,促进其适应复杂的海洋环境,并应对突发情况。

此外,机器人应该能够模拟鱼类的逃逸反应,这种反应在结构上与海豚相似,但使用类似水母和鱿鱼的喷射推进技术;为了开发肌肉发达的鱼形机器人,需要开发特殊的刹车装置。还有一个中央模式发生器,可以让鱼形机器人对外界刺激做出反应,并在关键任务中做出重要决定。

章鱼运动皮层的特定区域不对应于身体的特定部位,每个区域在不同的时间控制不同的部分;许多运动不是由大脑控制,而是由周围神经控制。章鱼大脑发出一般指令,触须计算特定信号,比如分时操作系统。仿生机器人的神经系统也可以以这种结构为模型。

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