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神奇!一只会在水在畅游、可自动调速的软体机器鱼

2021-05-19

海外星云 2021年3期
关键词:研究

随着技术的发展,软体机器人已经不是什么新鲜物种。那么,如果一只机器鱼在水中游泳时能根据水流速度自动调控,会是一种什么样的情景呢?

最近,由德国马克斯·普朗克智能系统研究所(MPI-IS)、韩国首尔国立大学和美国哈佛大学组成的研究团队成功开发了一款水下软体机器人。该机器人不仅能像鱼一样在水下游泳,还能根据水的速度自动调节在水中的摆动幅度。

该团队的论文以《带有集成软传感的软体机器鱼的建模和控制》(“ModelingandControlofaSoftRoboticFishwithIntegratedSoftSensing”)为题发表在AdvancedIntelligentSystems期刊。

为了设计控制器,该研究团队开发了一种数据驱动、集总参数的方法。该方法允许使用实验数据和遗传算法进行精确但轻量的仿真。该模型可以准确地预测机器鱼驱动频率和压力幅度下的行为,包括对软执行器的拮抗共收缩的影响。

该机器鱼的两侧由硅胶腔室制成的人造肌肉组成, 研究人员在其两侧分别输送空气,当一侧膨胀时会向外弯曲,另一侧的气穴则收缩向内弯曲。这会促进它的尾巴向右、向左摆动,这与真鱼在水中游泳时的运动模式相同。

为了提高传感器的灵敏度,研究人员将软应变传感器预拉伸到机器人的长度,并使用胶带和电缆扎带将传感器的两端牢固地连接到机器人。研究人员嵌入了最先进的软体应变传感器来测量机器鱼的弯曲度,该传感器的硅胶微通道充满液态金属,能像电话线一样富有弹性、可拉伸。

当机器鱼身体的一侧呈弯曲状态,则表明液态金属的电阻增强。……

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